Led Italia presenta una sua recente realizzazione "Zero Liquid Discharge - ZLD" in una linea di cromatura a spessore mediante evaporazione sotto vuoto.

Nello stabilimento di Krosno, cittadina polacca vicino al confine sud orientale con la Slovacchia e l'Ucraina, la Delphi, multinazionale americana leader nella produzione di componenti automobilistici, produce ammortizzatori per varie case automobilistiche. Questi particolari componenti, dopo le lavorazioni meccaniche, sono sottoposti ad un trattamento di cromatura dura a spessore che conferisce loro una notevole specularità, preservandoli a lungo dall'imbrunimento, e che li rende atti a sostenere sforzi e sollecitazioni meccaniche tipiche del lavoro e delle prestazioni richieste dall'impiego cui sono destinati. La cromatura, dal punto di vista elettrochimico, si effettua con anodi insolubili ed utilizza bagni contenenti acido cromico e solforico. I pezzi, dopo essere stati cromati, sono lavati con acqua che asporta i residui della soluzione cromica e va a costituire un refluo particolarmente inquinante e corrosivo. Con opportuni evaporatori sotto vuoto è possibile trattare questo refluo per recuperare sia acqua da riutilizzare nelle operazioni di lavaggio sia l'acido cromico, che viene riciclato e riutilizzato nel bagno galvanico. Il recupero dell'acido cromico determina una notevole riduzione dei costi operativi della linea galvanica e il ritorno dell'investimento per l'evaporatore dopo circa un anno; risolve inoltre in modo completo il problema ambientale legato allo scarico ed allo smaltimento. L'affidabilità degli evaporatori della Led Italia ha spinto la Delphi ad affrontare l'elevato investimento per sostituire gli evaporatori sotto vuoto a serpentina immersa già esistenti forniti da altro produttore e ottenere risultati operativi molto più interessanti in termini di consumi energetici, minore manutenzione, maggiore resa di concentrazione e migliori caratteristiche di resistenza alla corrosione.

Le acque di lavaggio

Le acque di cromatura provengono dalle vasche di lavaggio in controcorrente, ove gli ammortizzatori vengono immersi per l'asportazione del film di soluzione cromica trasportata per drag-out dal bagno di lavoro. Le acque di cromatura, come riportato in Tab. 1, sono delle soluzioni con una elevata conducibilità elettrica, dovuta all'alto contenuto di solfati e metalli pesanti disciolti quali ferro, rame, boro e cromo. Queste acque sono particolarmente corrosive nei confronti dei metalli per il pH nettamente acido e la presenza di cromati.

L'impianto di evaporazione

L'evaporatore a circolazione forzata E 6000 KT sfrutta l'effetto combinato del vuoto e della pompa di calore per ottenere la distillazione di soluzioni acquose a bassa temperatura (ca. 40°C). Le soluzioni vengono aspirate nella caldaia, rivestita all'interno di Halar (PTFE), per effetto della depressione creata al suo interno dal sistema del vuoto. Una pompa di circolazione preleva la soluzione dalla caldaia e la invia allo scambiatore di calore a fascio tubiero in PVDF e carburo di silicio, ove riceve il calore necessario all'ebollizione. La soluzione, attraversando lo scambiatore di calore ad una velocità elevata, mantiene pulita la superficie di scambio riducendo gli interventi di manutenzione. La soluzione, una volta riscaldata, rientra nella caldaia, ove avviene il passaggio di stato dell'acqua da liquido a vapore (evaporazione flash).

Il vapore d'acqua che si sviluppa entra negli scambiatori di calore posti nella parte superiore della caldaia, ove condensa. Le operazioni di alimentazione della caldaia e di scarico del concentrato avvengono tramite valvole pneumatiche. La pompa di calore effettua, attraverso un circuito frigorifero, l'espansione e la compressione di un fluido frigorifero (R 134a) e fornisce sia le calorie necessarie all'evaporazione delle acque reflue che le frigorie necessarie alla condensazione dei suoi vapori. In particolare, il freon riscalda dell'acqua che circola in un circuito secondario e che a sua volta scambia il calore con la soluzione nello scambiatore a fascio tubero. L' E 6000 KT ha una capacità di circa 6000 litri di distillato nelle ventiquattr'ore con un consumo energetico specifico di ca. 0,2 kWh per litro di distillato prodotto. L'impianto è controllato e regolato da un PLC.

Le caratteristiche essenziali degli evaporatori sono:                         

• esecuzione in monoblocco;
• bassi consumi;
• possibilità di ottenere elevate concentrazioni;
• totale automazione per lavorare ventiquattr'ore al giorno;
• facile installazione.

Il ciclo di trattamento

Le acque vengono filtrate in una resina cationica che rimuove il ferro, il nichel ed altri metalli pesanti che, essendo degli inquinanti del bagno di cromatura, non permetterebbero il riutilizzo della soluzione concentrata dell'evaporatore nel bagno di lavoro. Le acque vengono, quindi, scaricate in un serbatoio di accumulo in modo che si equalizzino. Successivamente vengono aspirate dall'E 6000 KT che le sottopone ad evaporazione ad una temperatura di ca. 40°C per produrre un distillato, costituito essenzialmente da acqua con una conducibilità elettrica inferiore a 200 micro Siemens/cm ed un COD inferiore a 50 ppm - si veda Tab. 2 - ed un concentrato fluido contenente l'acido cromico ad una densità di circa 28-29°Bè. Un densimetro a bordo impianto regola lo scarico della soluzione concentrata che viene accumulata in un serbatoio ove vengono aggiunte dell'anidride cromica e acqua demineralizzata per ristabilire l'esatta composizione richiesta nel bagno di lavoro. L'impianto descritto è in grado di trattare più di 2000 m³/anno di soluzioni cromiche.

I principali vantaggi di questo impianto sono:

• Alto rendimento energetico;
• Buona qualità del distillato;
• Alta efficienza per la minima formazione di incrostazioni;
• Ridotti costi di manutenzione e buona affidabilità delle macchine.