Colonne di stripping

Colonne di stripping: funzionamento, applicazioni e vantaggi nel trattamento acque

Le colonne di stripping (o torri di strippaggio) rappresentano una tecnologia fondamentale nell'ambito dell'ingegneria ambientale e della depurazione industriale. Questo processo chimico-fisico viene impiegato principalmente per la rimozione di gas disciolti o composti volatili da flussi liquidi, garantendo elevati standard di efficenza ecologica ed economica.

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Che cos'è lo Stripping e come funzionano le colonne 
Lo stripping (o desorbimento) è il processo attraverso il quale una sostanza volatile presente in fase liquida viene trasferita a una fase gassosa (aria o vapore).
Il funzionamento di una colonna di stripping si basa su principi fluidodinamici precisi: 
- Alimentazione del liquido: il flusso liquido contaminato viene distribuito uniformemente nella parte superiore della torre.
- Flusso del gas: Una corrente d'aria o di vapore viene soffiata dal basso verso l'alto in controcorrente.
- Corpi di riempimento: All'interno della colonna sono presenti elementi strutturati o sfusi (come anelli Rasching) che massimizzano la superficie di contatto tra liquido e gas, favorendo il trasferimento di materia.

Quali inquinanti si possono rimuovere?
Le colonne di stripping sono estremamente efficaci per abbattere diversi tipi di sostanze tossiche o indesiderate presenti nei reflui industriali o civili:
- Composti Organici Volatili (COV/VOC): Come solventi clorurati (tricloroetilene, percloetilene) e idrocarburi aromatici (benzene, toluene, xilene).
- Azoto Ammoniacale: Molto presente nei reflui zootecnici, nei digestati di impianti a biogas e nelle acque di discarica.
- Gas disciolti: Come anidride carbonica e acido solfidrico.

Principali applicazioni industriali
Le torri di strippaggio trovano impiego in molteplici settori industriali grazie alla loro versatilità:
- Trattamento delle acque reflue: Rimozione di ammoniaca, solfuri e composti organici volatili (COV).
- Depurazione delle acque di falda: Bonifica da solventi clorurati e idrocarburi aromatici.
- Trattamento del digestato: Gestione degli scarti deriventi dagli impianti di biogas per l'abbattimento dell'azoto ammoniacale.
- Settore enologico e petrolchimico: Disossigenazione dei liquidi e separazione di frazioni volatili.   

1. Tipo di tecnologia
Stripping.
2. Descrizione dell'apparecchiatura e/o del processo
Lo stripping è la tecnologia chimica che consiste nell'asportazione da un liquido dei gas in esso contenuti, o delle sostanze volatili in esso disciolte, da parte di una corrente di vapore, d'aria o di gas che lo attraversa.
Viene normalmente condotto in torri, alla cui estremità superiore viene spruzzato il liquido, mentre il gas è soffiato dal basso. Le torri sono riempite di materiali (anelli Rasching, corpi di riempimento, pietrame ecc) atti a presentare la maggior superficie di contatto per l'interscambio tra le due fasi, creando nel contempo la minima perdita di carico per la corrente gassosa che sale. Il procedimento trova impiego nel trattamento delle acque, sia di consumo sia di scarico, soprattutto per l'eliminazione dei composti ammoniacali e dei solfuri. L'assorbimento è la tecnologia chimica che consiste nel separare da una corrente gassosa determinati suoi componenti sfruttando l'azione solvente di un liquido. Il processo viene realizzato ponendo in contatto tra loro il miscuglio gassoso contenente il gas (l'assorbente) che si vuol far assorbire ed il liquido (l'assorbente) che assorbe. L'assorbimento può essere fisico se il gas o il vapore assorbiti restano disciolti come tali nella fase liquida, oppure chimico quando il gas assorbito reagisce con il liquido o con sostanze in esso disciolte. Generalmete l'assorbimento si effettua in colonne contenenti dei corpi di riempimento, in cui nella parte alta viene immesso il liquido assorbente e nella parte bassa la corrente gassosa contente il gas da assorbire.
3. Esempio di applicazione
Verrà ora descritta un applicazione tipica della tecnologia di stripping congiuntamente alla tecnologia dell'assorbimento. Il caso specifico descrive un impianto utilizzato come step intermedio di un impianto trattamento acque atto ad asportare ammoniaca da un flusso d'acqua tramite una corrente d'aria e successivamente abbattere l'ammoniaca contenuta nella corrente d'aria tramite una colonna scrubber, ottenendo così una portata d'acqua inferiore notevolmente riconcentrata in ammoniaca.
3.1 Descrizione di funzionamento
Il funzionamento specifico in questo caso dell'azione di stripping e di assorbimento avviene nel seguente modo. L'acqua da depurare viene immessa alla testa di una colonna di stripping, la stessa percorre la colonna dall'alto verso il basso attraversando un letto di corpi di riempimento. Alla base della colonna di stripping tramite un ventilatore viene immessa dell'aria, questa percorre la colonna dal basso verso l'alto e attraversa lo stesso letto di corpi di riempimento attraversato dall'acqua. Acqua e aria entrano in contatto tra loro sui corpi di riempimento e l'inquinante contenuto nell'acqua si trasferisce nella corrente d'aria. L'acqua raccolta sul fondo della colonna viene espulsa. L'aria uscente dalla testa della colonna di stripping viene inviata nella colonna di abbattimento all?interno della quale l?assorbimento è favorito da un letto di corpi di riempimento con forma geometrica atta a presentare una elevata superficie per unità di volume. Il loro scopo è quello di aumentare la superficie di contatto tra liquido assorbente e il gas, e quindi aumentare la velocità di assorbimento di quest?ultimo. Nella parte superiore della colonna viene introdotto di continuo il liquido di lavaggio (H2O con aggiunta di acido solforico al 98%). Una volta attraversato il letto dei corpi di riempimento il gas passa attraverso un separatore di gocce avente la funzione di ricondensare l?areosol acqueo eventualmente presente, passa nel ventilatore di captazione quindi una parte passa attraverso il camino e viene immessa in atmosfera e una parte viene deviata all'ingresso della colonna di stripping, in pratica vi è un parziale ricircolo dell'aria. Al di sotto della colonna di lavaggio è presente una vasca contenente la soluzione di lavaggio, provvista di condotto di scarico, reintegro acqua, controllo dei livelli. La pompa posizionata alla base della vasca chiude il circuito di lavaggio prelevando l'acqua dalla vasca inviandola alla sommità della torre dove attraverso un diffusore viene distribuito sui corpi di riempimento.
3.2 Principali caratteristiche di funzionamento
Portata acqua da trattare: 6.000 Kg/h
Temperatura acqua da trattare: 20 °C
Sostanze inquinanti: Ammoniaca
Conc.zione inquinanti: 1.000 Mg/litro
Conc.zione inquinante stripping: 30 Mg/litro
pH acqua: 13,2
Portata aria per lo stripping: 27.000 Em3/h
Temperatura aria di stripping: 0-35 °C(ambiente)
Portata aria in ricircolo: 17.000 Em3/h
Portata aria emessa in atmosfera: 10.000 Em3/h
3.3 Principali caratteristiche costruttive
COLONNA DI STRIPPING
Costruttore: Ventilazione Industriale s.r.l.
Altezza complessiva colonna: 10.554 mm
Materiale colonna: AISI 316
Materiale vasca dell'acqua di scarico: AISI 316
COLONNA DI ASSORBIMENTO
Costruttore: Ventilazione Industriale s.r.l.
Altezza complessiva colonna: 7.910 mm
Materiale colonna: Polipropilene
Materiale vasca dell'acqua di scarico: Polipropilene