Scarico di salamoia nelle acque superficiali

Questo processo si realizza accelerando la miscelazione della salamoia con l'acqua del corpo idrico ricevente tramite:

1) la capacità di miscelazione della zona di marea locale

2) lo scarico della salamoia oltre la zona di marea e l'installazione di diffusori all'estremità del tubo di scarico per migliorare la miscelazione

Le zone di marea costiere hanno solitamente una capacità limitata di trasporto e dissipazione dell'elevato carico salino. Se il carico di sale supera la capacità di trasporto della zona di marea, i sali in eccesso si accumulano, provocando un aumento della salinità a lungo termine, generalmente superiore al livello di capacità dell'ecosistema acquatico.

La capacità di miscelazione/trasporto della salinità delle zone di marea può essere determinata mediante modellazione idrodinamica. Per i piccoli impianti di desalinizzazione (≤ 1.000 m³/giorno), lo scarico è tipicamente costituito da un tubo aperto che si estende per diverse centinaia di metri nel corpo idrico ricevente, sfruttando la turbolenza di miscelazione della zona di marea per disperdere la salamoia e ridurre la salinità ai valori ambientali. La maggior parte dei grandi impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare solitamente estende lo scarico della salamoia oltre la zona di marea e dota le proprie tubature di diffusori per garantire la miscelazione necessaria a impedire l'accumulo del pennacchio salino sul fondo oceanico, tenendo conto delle condizioni idrodinamiche specifiche del sito.

2. Potenziali impatti ambientali

Le principali problematiche per la scelta di un luogo appropriato per un sistema di scarico della salamoia sono:

• trovare un'area priva di specie in via di estinzione ed ecosistemi acquatici stressati
• trovare un luogo con forti correnti sottomarine che consentano una rapida ed efficiente dissipazione dello scarico ad alta salinità
• evitare aree con traffico navale che potrebbero danneggiare il sistema di scarico della salamoia e alterarne i modelli di miscelazione
• individuare un punto di scarico in acque relativamente basse e vicino alla costa in modo da minimizzare i costi di costruzione

Principali problematiche ambientali associate allo smaltimento della salamoia alle acque superficiali includono,

• tolleranza alla salinità dell'ecosistema acquatico locale
• aumento della concentrazione di alcuni costituenti dell'acqua a livelli dannosi
• decolorazione e basso contenuto di ossigeno

La valutazione di fattibilità di uno smaltimento di salamoia in un corpo idrico superficiale include le seguenti questioni chiave

• valutazione della dispersione e del ricircolo del pennacchio di scarico
• valutazione della tossicità dello scarico
• valutazione della conformità della qualità dell'acqua di scarico agli standard di qualità dell'acqua stabiliti dagli enti regolatori competenti
• valutazione della capacità di salinità dell'ecosistema acquatico locale al fine di progettare lo scarico entro una distanza minima

3. Potenziali requisiti di trattamento della salamoia SWRO

In genere, la salamoia di desalinizzazione SW proveniente da prese in mare aperto non richiede trattamento prima dello scarico. Questo perché la sua composizione ionica è simile a quella dell'area oceanica di scarico e quindi di solito non rappresenta una minaccia di squilibrio ionico per l'ecosistema locale.

In genere, la salamoia di desalinizzazione SW proveniente da prese in mare aperto non richiede trattamento prima dello scarico.

Questo perché la sua composizione ionica è simile a quella dell'area oceanica di scarico e quindi di solito non rappresenta una minaccia di squilibrio ionico per l'ecosistema locale.

La salamoia viene quindi scaricata tramite un sistema di diffusione o miscelata con acqua di mare di origine fino a raggiungere un livello di salinità sicuro per lo scarico diretto (di solito ≤ 40.000 mg/L) senza necessità di ulteriore diffusione. Tuttavia, se si utilizza un pozzo per raccogliere l'acqua di mare di alimentazione, il concentrato di desalinizzazione potrebbe risultare scolorito a causa di un'elevata concentrazione di ferro, avere una bassa concentrazione di ossigeno o contenere componenti che richiedono un trattamento prima dello scarico in mare. L'acqua di mare di alimentazione raccolta da acquiferi costieri alluvionali tramite pozzi sulla spiaggia può contenere alti livelli di ferro (Fe) e manganese (Mn) in forma ridotta. Nel pretrattamento a osmosi inversa (RO), l'acqua di alimentazione viene mantenuta al riparo dall'aria e dall'ossigeno, il che mantiene Fe e Mn in forma ridotta disciolta, in cui sono incolori. Le membrane RO respingono facilmente gli ioni disciolti, che vengono quindi trattenuti nella salamoia di desalinizzazione. Se questo concentrato viene esposto all'aria, il ferro si converte dalla forma ridotta (tipicamente solfuro ferrico, Fe₂S₃) alla forma ossidata (idrossido ferrico, FeO(OH)). Il FeO(OH) ha un colore rosso e può degradare l'aspetto visivo dell'area di scarico. Pertanto, il ferro presente nell'acqua di alimentazione in forma ridotta deve essere ossidato e rimosso nel sistema di pretrattamento, oppure la salamoia deve essere trattata mediante sedimentazione per rimuovere il FeO(OH). Inoltre, un grande scarico di salamoia con basso ossigeno disciolto (DO) potrebbe causare una carenza di ossigeno e stress per l'ecosistema acquatico locale. In tal caso, la salamoia deve essere riossigenata.

4. Costi di scarico delle acque superficiali

I costi di costruzione di un impianto di scarico della salamoia in acque superficiali dipendono dai seguenti fattori specifici del sito:

• portata di scarico della salamoia
• scarico in prossimità o al largo della costa
• materiali di costruzione
• complessità del sistema di diffusione dello scarico
• costi di trasporto della salamoia dall'impianto di desalinizzazione allo scarico in acque superficiali
• costi di trattamento della salamoia (se necessario)
• monitoraggio ambientale dello scarico

We also have to take into consideration installation costs of the outfall pipeline above or below ground which will have affect the overall cost. Unusual ground conditions can significantly increase the cost of pipeline system installation. Underwater trenching is usually 3 to 5 times more expensive than trench excavation on dry land. So instead of installing the outfall in a trench, it is often laid down on the ocean bottom and secured by concrete blocks located at every 5 to 10 m along the entire outfall length.

The costs for concentrate conveyance are proportional to the brine flow rate and the distance between the desalination plant and the discharge outfall. The outfall construction costs, the outfall size and the diffuser system configuration (which is affected by the 1) brine volume, 2) salinity and 3) hydrodynamic conditions) are site-specific.

A rough approach for the construction costs for near-shore ocean discharges as a function of the brine flow rate is presented on Figure 1. Figure 2 depicts the unit construction cost of HDPE pipeline and of concrete tunnel outfalls in US$/linear meter of outfall length without incorporating the costs of brine conveyance from the desalination plant to the outfall structure, for brine treatment (if such needed) or for offshore monitoring of the discharge. Environmental monitoring costs may be significant, especially if the discharge is in an environmentally sensitive area.