Tecnica Descrizione

Scortecciatura a secco Scortecciatura a secco dei tronchi in tamburi rotanti a secco (l'acqua è usata solo nel lavaggio dei tronchi e riciclata solo con un lieve spurgo nell'impianto di trattamento delle acque reflue)

Sbiancamento senza utilizzo di cloro (TCF) Nello sbiancamento TCF l'uso di sostanze chimiche sbiancanti contenenti cloro è del tutto evitato, in modo da non avere emissioni di sostanze organiche e di composti organici clorurati generati dallo sbiancamento

Sbiancamento moderno senza utilizzo di cloro elementare (ECF) Lo sbiancamento ECF moderno riduce al minimo il consumo di diossido di cloro mediante il ricorso a una delle seguenti fasi di sbiancamento o a una combinazione di esse: ossigeno, fase di idrolisi acida a caldo, fase con ozono a consistenza media e alta, fasi con perossido di idrogeno a pressione atmosferica e perossido di idrogeno pressurizzato o il ricorso a una fase a diossido di cloro a caldo

Delignificazione estesa La delignificazione estesa mediante a) cottura modificata o b) delignificazione a ossigeno rafforza il grado di delignificazione della pasta per carta (abbassandone il numero kappa) prima dello sbiancamento, riducendo così l'uso di sostanze chimiche sbiancanti e il carico di COD nelle acque reflue. Abbassare il numero kappa di un'unità prima dello sbiancamento può ridurre il COD rilasciato nell'impianto di sbiancamento di circa 2 kg COD/ADt. La lignina rimossa può essere recuperata e convogliata verso il sistema di recupero delle sostanze chimiche e dell'energia

a) Cottura modificata estesa La cottura modificata estesa (in lotto o in continuo) prevede tempi di cottura più lunghi in condizioni ottimizzate (per esempio la concentrazione di basi nel liquor di cottura è adeguata per essere più bassa all'inizio e più alta alla fine del processo di cottura), per estrarre il maggior quantitativo possibile di lignina prima dello sbiancamento, senza indebita degradazione degli idrati di carbonio o perdita eccessiva di resistenza della pasta per carta. Diventa così possibile ridurre l'uso di sostanze chimiche nella successiva fase di sbiancamento e il carico organico nelle acque reflue dell'impianto di sbiancamento

b) Delignificazione a ossigeno La delignificazione a ossigeno è un'opzione per rimuovere una frazione sostanziale della lignina rimanente dopo la cottura, se l'impianto di cottura deve operare con numeri kappa più elevati. In condizioni alcaline la pasta per carta reagisce con l'ossigeno per rimuovere una parte della lignina residua

Vaglio e lavaggio efficienti in ciclo chiuso della pasta greggia Il vaglio della pasta greggia è effettuato con filtri in pressione fessurati in un ciclo chiuso multistadio. Le impurità e i frammenti sono quindi rimossi in una fase iniziale del processo. Il lavaggio della pasta greggia separa le sostanze chimiche disciolte organiche e inorganiche dalle fibre della pasta per carta. La pasta greggia può essere prima lavata nel digestore e successivamente in impianti di lavaggio ad alta efficienza prima e dopo la delignificazione a ossigeno, ossia prima dello sbiancamento. Si riducono così il trasferimento, il consumo di sostanze chimiche dello sbiancamento e il carico emissivo nelle acque reflue. Si consente inoltre il recupero delle sostanze chimiche di cottura provenienti dalle acque di lavaggio. Un lavaggio efficiente si effettua con un lavaggio controcorrente multistadio, per mezzo di filtri e presse. Il sistema idrico dell'impianto di vaglio della pasta greggia è completamente chiuso

Riciclo parziale delle acque di lavorazione nell'impianto di sbiancamento I filtrati acidi e basici sono riciclati all'interno dell'impianto di sbiancamento in controcorrente rispetto al flusso della pasta per carta. L'acqua è spurgata nell'impianto di trattamento delle acque reflue o, in alcuni casi, nel lavaggio successivo al lavaggio a ossigeno. Un prerequisito per ottenere basse emissioni è dato da impianti di epurazione efficienti nelle fasi intermedie di lavaggio. Gli impianti Kraft efficienti realizzano un flusso di effluente proveniente dall'impianto di sbiancamento di 12 — 25 m3/ADt

Monitoraggio e contenimento efficaci delle perdite, anche con un recupero delle sostanze chimiche e dell'energia Un sistema efficace di controllo, cattura e recupero delle fuoriuscite in grado di prevenire rilasci accidentali di carichi altamente organici e talvolta tossici o valori pH di picco (verso l'impianto secondario di trattamento delle acque reflue) comprende: — il monitoraggio della conduttività o del pH in punti strategici per individuare perdite e fuoriuscite — la raccolta del liquor deviato o fuoriuscito con la massima concentrazione possibile di solidi — la reimmissione nel processo del liquor e delle fibre raccolti nei luoghi opportuni — il contenimento delle fuoriuscite di flussi concentrati o pericolosi provenienti da zone di processo critiche (compresi il tallolio e la trementina), affinché non entrino nell'impianto di trattamento biologico degli effluenti — serbatoi-tampone di dimensioni adeguate per raccogliere e stoccare liquor tossici o concentrati caldi

Mantenimento di una sufficiente evaporazione del liquor nero e capacità della caldaia di recupero di far fronte ai picchi di carico Una capacità sufficiente dell'impianto di evaporazione del liquor nero e della caldaia di recupero garantiscono la possibilità di trattare carichi supplementari di liquor e di solido secco provenienti dalla raccolta di fuoriuscite o dagli effluenti dell'impianto di sbiancamento. Si riducono così le perdite di liquor nero a bassa concentrazione, di altri effluenti di processo concentrati e degli eventuali filtrati provenienti dall'impianto di sbiancamento. L'evaporatore a effetto multiplo concentra il liquor nero a bassa concentrazione generato dal lavaggio della pasta greggia e, a volte, anche i biofanghi provenienti dall'impianto di trattamento degli effluenti e/o il solfato di sodio proveniente dall'impianto a ClO2. Una capacità di evaporazione supplementare, superiore a quanto richiesto per il funzionamento normale, offre un margine sufficiente per recuperare le fuoriuscite e trattare gli eventuali flussi di riciclo dei filtrati di sbiancamento.

Estrazione dei condensati contaminati (incrostazioni) e loro riutilizzo nel processo L'estrazione dei condensati contaminati (incrostazioni) e il loro riutilizzo nel processo riduce il fabbisogno di acqua fresca di una cartiera e il carico organico dell'impianto di trattamento delle acque reflue. In una colonna di estrazione, il vapore è convogliato controcorrente attraverso i condensati di processo filtrati in precedenza che contengono composti ridotti dello zolfo, terpeni, metanolo e altri composti organici. Le sostanze volatili del condensato si accumulano nel vapore di testa come gas non condensabili e metanolo e sono estratti dal sistema. I condensati purificati possono essere riutilizzati nel processo, per esempio per il lavaggio nell'impianto di sbiancamento, nel lavaggio della pasta greggia, nell'area di caustificazione (lavaggio e diluizione dei fanghi, spruzzi a filtro per fanghi), come liquor di lavaggio TRS per i forni a calce o come costituente del liquor bianco. I gas estratti non condensabili derivati dai condensati più concentrati sono immessi nel sistema di raccolta per i gas fortemente odorigeni e inceneriti. I gas estratti derivati dai condensati moderatamente concentrati sono raccolti nel sistema per i gas a basso volume e ad alta concentrazione (LVHC) e inceneriti

Effluenti destinati all'evaporazione e all'incenerimento provenienti dalla fase di estrazione alcalina a caldo Gli effluenti sono innanzitutto concentrati per evaporazione e quindi inceneriti come biocombustibile in una caldaia di recupero. Il carbonato di sodio contenente polveri e residui di combustione della fornace sono disciolti per recuperare una soluzione di soda

Ricircolo dei liquidi di lavaggio provenienti dalle fasi comprese fra il pretrattamento sbiancante e il lavaggio della pasta greggia e l'evaporazione per ridurre le emissioni del pretrattamento sbiancante a base di MgO I prerequisiti per usare questa tecnica consistono in un numero kappa relativamente basso dopo la cottura (per esempio 14-16), una capacità sufficiente dei serbatoi, degli evaporatori e della caldaia di recupero per trattare flussi supplementari, la possibilità di ripulire le attrezzature di lavaggio dai depositi e un grado di bianco moderato della pasta per carta (≤ 87 % ISO) poiché a volte questa tecnica può generare una lieve perdita di grado di bianco. Per i produttori di pasta per carta destinata alla vendita o altri operatori tenuti a ottenere un grado di bianco molto elevato (> 87 % ISO), può essere difficile applicare il pretrattamento sbiancante a base di MgO

Flusso in controcorrente dell'acqua di processo Negli impianti integrati, l'acqua fresca è immessa di norma attraverso gli spruzzi delle macchine continue passando successivamente alla sezione di produzione della pasta per carta

Separazione dei cicli I cicli delle diverse unità di processo (per esempio unità di produzione della pasta per carta, unità di sbiancamento e macchine continue) sono separati dal lavaggio e dalla disidratazione della pasta per carta (per esempio con presse di lavaggio). Questa separazione evita il trasferimento di inquinanti alla fase successiva e consente di eliminare le sostanze di disturbo dai volumi ridotti

Sbiancamento ad alta consistenza (perossido) Per lo sbiancamento ad alta consistenza, la pasta per carta è disidratata per esempio con una linea a doppia tela o altre presse prima dell'aggiunta delle sostanze sbiancanti. Questo consente un uso più efficiente delle sostanze sbiancanti e produce una pasta per carta più pulita, un minor trasferimento di sostanze nocive verso le macchine continue e genera meno COD. Il perossido residuo può essere reimmesso in circolo e riutilizzato

Recupero di fibre e cariche e trattamento delle acque bianche Le acque bianche provenienti dalle macchine continue possono essere trattate mediante le tecniche seguenti: a) dispositivi «save-all» (solitamente filtri a tamburo o a disco o unità di flottazione ad aria dissolta ecc.) che separano i solidi (fibre e cariche) dall'acqua di processo. La flottazione in aria dissolta nei cicli delle acque bianche trasforma i solidi sospesi, i fini, i materiali colloidali di dimensioni ridotte e le sostanze anioniche in fiocchi che vengono successivamente rimossi. Le fibre e le cariche recuperate sono reimmesse nel processo. Le acque bianche pulite possono essere riutilizzate negli spruzzi aventi requisiti meno rigorosi relativamente alla qualità dell'acqua. b) Un'ultrafiltrazione supplementare delle acque bianche prefiltrate produce un filtrato super chiaro di qualità sufficiente per essere usato come acqua da spruzzi ad alta pressione, acqua di tenuta e per la diluizione di additivi chimici

Chiarificazione delle acque bianche I sistemi di chiarificazione dell'acqua usati quasi esclusivamente nell'industria cartaria sono basati su sedimentazione, filtraggio (filtro a disco) e flottazione. La tecnica più diffusa è la flottazione in aria dissolta. Le cariche anioniche e i fini sono agglomerati mediante l'uso di additivi in fiocchi che possono successivamente essere trattati per via fisica. I polimeri idrosolubili di elevato peso molecolare o gli elettroliti inorganici sono usati come flocculanti. Gli agglomerati così ottenuti (fiocchi) sono fatti galleggiare nel bacino di chiarificazione. Nella flottazione ad aria dissolta (DAF) il materiale solido in sospensione si lega a bolle d'aria

Ricircolo dell'acqua L'acqua chiarificata è reimmessa in ciclo come acqua di processo nello stesso impianto o, nel caso di un impianto integrato, dalla macchina continua può essere inviata all'impianto di produzione della pasta per carta e da quest'ultimo all'impianto di scortecciatura. L'effluente è scaricato per la maggior parte dai punti aventi il maggior carico inquinante (per esempio filtrato chiaro del filtro a disco dell'impianto di scortecciatura)

Ottimizzazione della progettazione e della costruzione di serbatoi e tine (fabbricazione della carta) I serbatoi di contenimento dell'impasto e delle acque bianche sono progettati in modo da poter far fronte a fluttuazioni nel processo produttivo e a flussi variabili anche nei momenti di avvio e fermata

Fase di lavaggio prima di raffinare la pasta meccanica di conifere Alcuni impianti effettuano un pretrattamento del cippato di conifere combinando il preriscaldamento pressurizzato, l'alta compressione e l'impregnazione per migliorare le proprietà della pasta per carta. Una fase di lavaggio prima della raffinazione e dello sbiancamento riduce considerevolmente i COD separando un flusso di effluente modesto ma altamente concentrato che può essere trattato separatamente

Sostituzione di NaOH con Ca(OH)2 o Mg(OH)2 come basi nello sbiancamento a perossido L'uso di Ca(OH)2 come base consente di ridurre il carico delle emissioni di COD di circa il 30 %, mantenendo un elevato grado di bianco. Per sostituire NaOH si usa anche Mg(OH)2.

Sbiancamento in ciclo chiuso Negli impianti di produzione di pasta al solfito che usano il sodio come base di cottura, l'effluente dell'impianto di sbiancamento può essere trattato ad esempio con ultrafiltrazione, flottazione e separazione delle resine e degli acidi grassi, il che consente uno sbiancamento in ciclo chiuso. I filtrati derivati dallo sbiancamento e dal lavaggio sono riutilizzati nella prima fase di lavaggio dopo la cottura e infine riciclati nelle unità di recupero delle sostanze chimiche

Adeguamento del pH nel liquor diluito prima/all'interno dell'impianto di evaporazione La neutralizzazione è effettuata prima dell'evaporazione o dopo la prima fase di evaporazione, per mantenere gli acidi organici disciolti nel concentrato e convogliarli verso la caldaia di recupero con il liquor esausto

Trattamento anaerobico dei condensati provenienti dagli evaporatori Cfr. sezione 1.7.2.2 (trattamento anaerobico/aerobico combinato)

Estrazione e recupero di SO2 dai condensati provenienti dagli evaporatori. SO2 è estratto dai condensati, i concentrati sono trattati biologicamente mentre SO2 estratto è recuperato come sostanza chimica di cottura

Monitoraggio e controllo continuo della qualità dell'acqua di processo L'ottimizzazione dell'intero sistema «fibra-acqua-additivo chimico-energia» è necessaria per i cicli chiusi di ultima generazione. Per questo è necessario un monitoraggio continuo della qualità dell'acqua e, sul versante del personale, si richiedono motivazione, conoscenza e azioni connesse alle misure necessarie per garantire la qualità dell'acqua richiesta

Prevenzione ed eliminazione dei biofilm con metodi che minimizzano le emissioni di biocidi Un apporto continuo di microorganismi nelle acque e nelle fibre crea uno specifico equilibrio microbiologico in ciascuna cartiera. Per evitare la proliferazione dei microorganismi, dei depositi di biomassa agglomerata e di biofilm nei cicli e nelle attrezzature, si fa spesso ricorso a bio-disperdenti o a biocidi. Nel processo di disinfezione catalitica a perossido di idrogeno i biofilm e i germi liberi dell'acqua di processo e dei fanghi di cartiera sono eliminati ►C1 con metodi che minimizzano le emissioni di biocidi ◄

Rimozione del calcio dall'acqua di processo con precipitazione controllata del carbonato di calcio Abbassare la concentrazione di calcio con rimozione controllata del carbonato di calcio (per esempio in una cella di flottazione ad aria dissolta) riduce il rischio di precipitazioni indesiderate di carbonato di calcio o di formazione di calcare nei cicli e nelle attrezzature, per esempio nelle sezioni di bobinatura, conduzione, feltri e negli ugelli degli spruzzatori, nelle condutture o negli impianti biologici di trattamento delle acque reflue