Reflui galvanici: criticità e strategie di trattamento

03 Giugno 26

I reflui galvanici derivano da processi elettrochimici utilizzati per modificare le superfici metalliche. Attraverso lavorazioni come zincatura, nichelatura, cromatura o ramatura, il settore galvanico migliora resistenza, durezza e caratteristiche estetiche dei materiali. 

Sono lavorazioni diffuse in numerosi comparti industriali: automotive, componentistica meccanica, arredamento, elettronica, rubinetteria, accessori moda e minuterie metalliche. Molti oggetti utilizzati ogni giorno passano attraverso trattamenti galvanici.

Superfici metalliche e reflui galvanici complessi

I trattamenti galvanici avvengono attraverso bagni chimici contenenti metalli disciolti, sali e additivi. Dopo ogni fase produttiva, i componenti vengono lavati e risciacquati più volte: è qui che si originano reflui galvanici con caratteristiche chimiche estremamente variabili. Nelle linee galvaniche, infatti, lo scarico tende a riflettere direttamente ciò che accade in produzione. Un cambio di bagno, una  nuova finitura superficiale o variazioni nei ritmi di lavorazione possono modificare rapidamente pH, concentrazione dei metalli e composizione del refluo.

Questa stretta relazione tra processo produttivo e qualità dello scarico rende la depurazione particolarmente delicata. Secondo le BAT europee dedicate al trattamento superficiale di metalli e plastiche (“Surface Treatment of Metals and Plastics”), il comparto galvanico rientra tra le attività industriali a maggiore intensità chimica, con reflui che possono contenere metalli disciolti, sali e composti complessi difficili da trattare.

In Italia, il quadro normativo di riferimento resta il D.Lgs. 152/2006, che stabilisce limiti specifici allo scarico per parametri come nichel, rame, zinco, cromo totale e cromo esavalente.

Metalli pesanti, acidi e composti complessi

Le acque reflue galvaniche generate dagli impianti possono contenere concentrazioni variabili di metalli pesanti, acidi, alcali, tensioattivi, oli, solventi e agenti complessanti. Tra gli elementi più monitorati ci sono nichel, rame, zinco e cromo, usati in diversi processi di trattamento superficiale.

Durante la produzione, anche la composizione chimica del refluo tende a cambiare rapidamente. In molti impianti, le caratteristiche dello scarico variano più volte nell’arco della giornata in funzione delle lavorazioni eseguite, delle operazioni di lavaggio o del rinnovo dei bagni galvanici.

Il caso del cromo esavalente

Uno dei casi più delicati riguarda il cromo esavalente, o cromo VI, sostanza classificata in Unione Europea come cancerogena e altamente pericolosa per l’ambiente acquatico. Nei reflui galvanici il cromo VI non può essere rimosso direttamente tramite semplice precipitazione chimica. Prima del trattamento delle acque galvaniche deve essere trasformato in cromo trivalente attraverso una reazione di riduzione chimica, generalmente ottenuta mediante agenti riducenti in ambiente acido.

Si tratta di una fase molto sensibile. Piccole variazioni del pH, dei dosaggi chimici o del tempo necessario alla reazione di riduzione possono compromettere l’efficacia del trattamento.

Quando i complessanti ostacolano la depurazione

Un’altra criticità frequente riguarda la presenza di composti complessanti. Queste sostanze vengono utilizzate nei bagni galvanici per mantenere stabili i metalli in soluzione e migliorare uniformità e qualità del deposito metallico. Quando il refluo arriva all’impianto di depurazione, però, la loro presenza complica il trattamento. I complessanti tendono infatti a legarsi ai metalli disciolti, rendendo più difficile la precipitazione chimica normalmente utilizzata nel trattamento dei reflui galvanici per separarli dall’acqua.

È uno dei motivi per cui alcuni impianti apparentemente ben bilanciati dal punto di vista dimensionale possono perdere efficienza quando cambiano le condizioni operative o aumenta la variabilità della produzione.

I parametri che influenzano il trattamento dei reflui galvanici

Nel settore galvanico, il controllo del pH è uno degli aspetti più importanti dell’intero processo depurativo. Diversi metalli precipitano soltanto all’interno di intervalli molto specifici e anche scostamenti limitati possono ridurre sensibilmente l’efficienza di abbattimento. Per questo motivo la neutralizzazione rappresenta una fase centrale del trattamento chimico-fisico. L’obiettivo è portare il refluo nelle condizioni ottimali per favorire la precipitazione dei metalli sotto forma di idrossidi insolubili, successivamente separati dall’acqua.

La difficoltà aumenta quando il refluo presenta forti oscillazioni nella composizione chimica o nella portata. In questi casi il controllo automatico del dosaggio dei reagenti diventa essenziale per mantenere stabile il processo.

Metalli disciolti e variazioni di concentrazione

Anche la concentrazione dei metalli influisce direttamente sul comportamento dell’impianto. Reflui caratterizzati da picchi improvvisi di nichel, rame o zinco possono richiedere tempi di reazione differenti o sezioni di trattamento dedicate.

In molte linee galvaniche, inoltre, gli scarichi non vengono tutti gestiti nello stesso modo. Le correnti più concentrate possono essere separate e trattate individualmente per evitare che compromettano l’efficienza dell’intero sistema depurativo. Questa separazione viene utilizzata soprattutto negli impianti con cicli produttivi intensivi o forti oscillazioni nella composizione degli scarichi.

COD, conducibilità e sostanze organiche

Tra i parametri monitorati nei reflui galvanici ci sono anche COD e conducibilità. Il COD, cioè la domanda chimica di ossigeno, misura la quantità di sostanze ossidabili presenti nell’acqua. Nei reflui galvanici può aumentare per la presenza di additivi organici, tensioattivi, solventi e sostanze ausiliarie utilizzate nei bagni di trattamento.

La conducibilità, invece, è legata alla presenza di sali disciolti. Valori elevati sono frequenti nei processi galvanici e possono limitare le possibilità di riutilizzo dell’acqua trattata, soprattutto nei circuiti industriali più sensibili. Quando questi parametri diventano particolarmente critici, il trattamento chimico-fisico tradizionale può non essere sufficiente e devono essere integrate tecnologie di affinamento o separazione avanzata.

Portate discontinue e vasche di equalizzazione

Le linee galvaniche raramente producono scarichi costanti. Fasi di lavaggio, svuotamenti dei bagni e cicli intermittenti generano variazioni improvvise sia nelle portate sia nelle concentrazioni degli inquinanti.

Per stabilizzare il trattamento dei reflui galvanici vengono spesso utilizzate vasche di equalizzazione: sistemi che raccolgono temporaneamente i reflui per omogeneizzarne caratteristiche e flussi prima delle fasi depurative successive. Questa compensazione riduce gli shock chimici e permette di gestire in modo più stabile il dosaggio dei reagenti e le reazioni di precipitazione.