BIOMET TM. La filiera completa per biogas e trattamento del digestato. 26 settembre 2012

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1 BIOMET TM La filiera completa per biogas e trattamento del digestato 26 settembre 2012

2 Veolia Environnement: il leader nei servizi ambientali L unica azienda al mondo in grado di offrire una gamma completa di servizi per l ambiente Riferimento globale per i servizi del settore acqua -Dalkia Fornitore leader in Europa di servizi per l energia Leader mondiale 12.6 mld Leader europeo 7.3 mld Riferimento globale per la gestione del rifiuto ed il recupero di materia Riferimento mondiale 9.7 mld Modello nella gestione sicura e sostenibile delle soluzioni per la mobilità Leader europeo 7.8mld *dati 2011 VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 2 2

3 La Divisione Acqua dipendenti nel mondo Riferimento globale per i servizi del settore acqua 103 milioni di persone servite con acqua potabile 73 milioni di persone servite per la gestione delle acque reflue 2.3 miliardidi fatturato nel filiali nel mondo La divisione tecnologica del settore acqua dipendenti, 60%ricercatori, ingegneri, gestori progetto Oltre 250 tecnologie di proprietà *key figures 2011 VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 3

4 I numeri di VWS Italia -Pordenone Fatturato 2009: k 90 dipendenti, 50% laureati Ingegneria impiantistica, contratti chiavi in mano, unità standard, service, prodotti chimici, out-sourcing. 30 anni di esperienza nelle tecnologie per l alimentare Know how nel trattamento di acque di processo e reflue, riutilizzo, recupero, ZLD, wasteto-energy 4

5 Solutions, D&B Industriale e Service VWS Italia: - progetta e produce soluzioni tecnologiche standard (Solutions) - progetta e realizza impianti chiavi in mano (D&B Industriale) - off re un servizio post-vendita completo (Service) Solutions EVALED - tecnologie di evaporazione IDRAFLOT - tecnologie di flottazione IDRASCREEN - tecnologie di sgrigliatura Service Consulenza Analisi chimiche Assistenza tecnica Parti di consumo e prodotti chimici Manutenzione AQUAMOVE - noleggio unità mobili HYDREX - prodotti chimici Design & Build BIOMET -UASB EGSB AnMBR impianti anaerobici (biogas) Impianti di depurazione food&beverage Tecnologie di deodorizzazione Impianti di trattamento acque reflue industriali VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 5

6 VWS Italia: centro di competenza nel trattamento anaerobico Leader mondiale Oltre 30 anni di esperienza a livello mondiale Più di 500 referenze Tutto si trasforma VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 6

7 La scelta di VWS Italia Il trattamento anaerobico funziona meglio! Stesso COD in ingresso Nessuna aerazione Minor quantità di fanghi Produzione di biogas VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 7

8 Le fasi dell impianto BIOMET TM SUBSTRATO FRESCO Composti organici complessi (carboidrati, proteine, grassi) SUBSTRATO IDROLIZZATO Composti organici complessi (zuccheri, amino-acidi, acidi grassi, glicerine) SUBSTARTO SOLUBILE E VOLATILE Acidi grassi volatili, alcoli, ecc Caricamento e pretrattamento Idrolisi Digestione anaerobica Gasometro a membrana Purificazione biogas Produzione energia elettrica IDROGENO e ANIDRIDE CARBONICA FASE METANOGENICA METANO e ANIDRIDE CARBONICA ACIDO ACETICO VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 8

9 Plus ingegneristici e di processo che fanno la differenza Biomasse Idrolisi quale fase separata dalla digestione anaerobica: maggiore stabilità e migliori performance Idrolisi Digestione Biogas Digestato Mesofilia e termofilia: gestione del processo ottimizzata Sistemi di miscelazione esterni: migliore triturazione delle biomasse e maggiore facilità di manutenzione Scambiatori di calore esterni: tubi di largo diametro per agevoli operazioni di pulizia maggiore stabilità migliori performance Reattori con rapporto altezza/diametro maggiorato: miglior grado di miscelazione, minima dispersione di energia termica e riduzione della formazione di depositi e schiume VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 9

10 Processi anaerobici, le nostre tecnologie Gas Gas Gas Gas CSTR/Lagoon Contact process Upflow filter Gas Gas Gas Gas Downflow filter Gas UASB Hybrid Fluidised bed Biobed / EGSB / EGSB IC

11 Tecnologie anaerobiche: fanghi granulari UASB e EGSB Impianti trattamento acque reflue Gas UASB Gas Reflui con elevati tenori di COD Birrifici, succhi, distillerie Sottoprodotti liquidi del settore alimentare Carichi specifici: kgcod/m3 d Rese ~ 80% Biobed / EGSB / EGSB

12 Tecnologie anaerobiche: BIOMET TM Rendere lo scarto una risorsa: Gas Contact process Fanghi Insilati Rifiuti Sottoprodotti alimentari Carichi specifici: 3-4 kgcod/m3 d Rese ~ 70%

13 Tecnologie anaerobiche: AnMBR Digester Feed 60,000 mg/l on left MBR permeate 200 mg/l on right 99.5% efficiency

14 BIOMET TM Tecnologia per la produzione di biogas da biomasse agricole, sottoprodotti agro-industriali e rifiuti organici

15 Idrolisi come fase separata Demolizione idroliticadelle proteine, carboidrati e lipidi per la produzione finale di zuccheri, aminoacidi ed acidi a basso peso molecolare che formano il substrato (COD) per i batteri metanogenici Brevi tempi di caricodella razione giornaliera di biomassa effetto buffer Portata costante di prodotto omogeneizzatonelle 24 ore al reattore biologico anaerobico

16 Soluzioni ingegneristiche VWS Italia Sistemi di miscelazione esterni Scambiatore di calore esterno Reattori con rapporto altezza/diametro

17 Sistemi di miscelazione Sistemi di miscelazione all esternodei reattori: Pompe esterne di triturazione/miscelazione per una disgregazione ottimale della biomassa e la facilitazione delle operazioni di manutenzione

18 Scambiatore di calore esterno Lo scambiatore di calore in perfetto contro-correntein acciaio inox è posizionato esternamente alta performance Semplicità nelle operazioni di pulizia Tubazioni facilmente accessibili grazie all ampio diametro

19 La configurazione del reattore Veolia Italia Reattori dalla forma migliorata per una miscelazione ideale Reattori con rapporto altezza/diametro (~ 0.7)maggiorato per un miglior grado di miscelazione, minima perdita di energia termica (termofilia) e riduzione della formazione di schiuma e depositi

20 L approccio industriale Vendita dell energia elettrica VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 20

21 L approccio industriale Efficienza massimizzata: 365 giorni di attività, 24/24h Maggiore stabilità: ottimale controllo del processo grazie alla configurazione bi-stadio Flessibilità:funzionamento in diverse condizioni operative ed alimentazione con qualsiasi tipo di biomassa Semplicità di gestione:scambiatori di calore e sistemi di miscelazione esterni rendono la manutenzione dell impianto estremamente agevole e veloce Affidabilità: un sistema di automazione costituito da PLC controlla tutte le logiche di funzionamento e di regolazione dell impianto e registra lo storico dei parametri di interesse. Un PC agisce da interfaccia e indica graficamente i parametri di funzionamento dell impianto VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 21

22 Le nostre applicazioni BIOMET Industrie agro-alimentari Aziende agricole Allevamenti animali Industrie alimentari Industrie chimico-farmaceutiche (+ PTA e bioetanolo) Industrie della carta Industrie trattamento reflui Rifiuti organici (FORSU) Qualsiasi tipo di substrato Scarti da macellazione, produzione agricola, produzione lattiero casearia; insilato di mais, liquami zootenici VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 22

23 Sinergie Know-how ed esperienza CRED - Centre de Recherche et Développment Anjou Recherche Politecnico di Milano Università di Milano Università di Verona Università di Udine IFAS Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft, Hamburg University Servizio post vendita: la garanzia della soluzione nel tempo Assistenza Manutenzione Controllo biologico Parti di ricambio Chimici green oriented VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 23

24 Referenze 500 referenze in tutto il mondo Luogo: Pomposa, Italia 2010 Settore: Industria conserviera Potenza: 1000 kw el. Alimentato, codigestione: t/anno frutta e sottoprodotti vegetali (18% ST, 90% SV/SV) t/anno insilato di mais (35% ST, 95% SV/SV) t/anno fanghi da impianto trattamento acque reflue (14.6% ST, 56% SV/SV) Processo: idrolisi, digestione, digestato liquido da WWTP; essiccazione digestato solido Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi Idrolisi:1 x 1500 m 3 -Termofilia 55 C Digestione:2 x 3400 m 3 -Termofilia 55 C Totale HRT: 36 giorni VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 24

25 Referenze 500 referenze in tutto il mondo Luogo: Parma, Italia 2008 Settore: grande azienda agricola Potenza: 1000 kw el. (8000 MWh/anno) Alimentato: t/anno di insilato di mais (35% ST, 90% SV/SV) Processo: 3 stadi - idrolisi, digestione primaria e secondaria Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi Idrolisi:1 x 1500 m 3 -termofilia 55 C Digestione primaria:2 x 2500 m 3 -termofilia 55 C Digestione secondaria:1 x 1400 m 3 Total HRT: 38 giorni VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 25

26 Referenze Luogo: Viadana, Italia 2010 Settore: industria alimentare (latte di soia) 500 referenze in tutto il mondo Tecnologia: UASB fanghi granulari Potenza: 300 kw el. + recupero energia termica Alimentato: acque reflue da produzione latte di soia (COD g/m 3 ; portata12 m 3 /h) Processo: idrolisi, digestione, impianto trattamento acque reflue; scarico in acque di superficie VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 26

27 Pretrattamenti Ecrusor I: recupero della frazione organica per produrre biogas Depackagingdi diverse tipologie di rifiuti: latticini, carne, bevande, pasta, prodotti da forno, etc. Separazione e triturazione della frazione organica del rifiuto solido Riduzione dei costi di smaltimento ed aumento delle performance dell impianto BIOMET TM Imballaggi rifiuto 20 minuti dopo 10 minuti dopo Alimenti scaduti imballati Depackaging VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 27

28 Trattamento e riduzione del digestato con valorizzazione dell energia termica disponibile da cogenerazione 26 settembre 2012

29 Organizzazione e offerta tecnologica Design & Build Solutions Service Impianti Design & Build per trattamento acque Impianti anaerobici per produzione biogas da biomasse Soluzioni tecnologiche standard per il trattamento di acque reflue e di processo Idrascreen TM Service: consulenza, manutenzione, analisi, prodotti chimici, noleggio unità mobili Aquamove TM Biomet TM Idraflot TM Evaled TM 29

30 BIOMETTM: mappa dell impianto Riduzione volume digestato volte Opportunità di cogenerazione 30

31 Cogenerazione BILANCIO ENERGETICO Combustibile 100% PERDITA GENERATORE 2% En. Termica 56% En. meccanica 44% Energia termica effettiva Energia elettrica 44% 42% combustibile aria Raffreddam motore e gas esausti gas esausti MOTORE elettricità ALTERNATORE Acqua calda PERDITA DI ENERGIA: 12% 31

32 Valorizzazione energia termica Possibili utilizzi: Riscaldamento processo di digestione (fissa e parziale) Teleriscaldamento di edifici o processi agro-industriali (a complemento) Trattamenti termici del digestato (a complemento) Industria Biogas da rifiuti Az. Agricole vulnerabili 32

33 La soluzione di Veolia Italia Utilizzo dell energia termica per il trattamento del digestato con tecnologie di evaporazione/cristallizzazione Energia elettrica EVALED TM Motore Biogas Aircooler Scambiatore di calore Aircooler 33

34 La soluzione di Veolia Italia Digestato Digestato liquido Separazione solido liquido distillato Digestato solido Acqua a scarico / riutilizzo 34

35 La soluzione di Veolia Italia Step principali del processo completo: Correzione ph e degasaggio: riduzione alcalinità e salificazione ammoniaca presente 1 stadio di concentrazione con unità EVALED TM sottovuoto a circolazione forzata e scambiatore esterno 2 stadio di concentrazione con unità raschiata EVALED TM RW sotto vuoto Post-trattamento dei condensati prodotti con unità di osmosi inversa doppio stadio (concentrato inviato in testa agli evaporatori EVALED TM ) 35

36 La soluzione di Veolia Italia Risultati: Valorizzazione e concentrazione digestato liquido fino a consistenza palabile Possibilità di compostaggio sul concentrato Riduzione dei costi di trasporto per la valorizzazione agronomica Evaporato di qualità scaricabile o riutilizzabile come acqua di processo/industriale Possibilitàdiusufruiredicertificatibianchie in futurodibonus attualmenteprevistiper recupero/valorizzazione energia termica Flessibilità: possibilità di realizzazione parziale dello schema di trattamento 36

37 Evaporazione Circolazioneforzataper raggiungerereseelevate e trattare reflui ad elevato potenziale di sporcamento con manutenzioni contenute EVALED TM Unitàstandardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenze in applicazioni simili Consumi energetici minimizzati 37

38 Superconcentrazione EVALED TM Unitàstandardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenze in applicazioni simili Consumi energetici minimizzati Altissimi recuperi Concentrato palabile Manutenzioni ridotte 38

39 Un esempio Impianto da 999 kw elettrici da scarti agroindustriali e F.O.R.S.U. Energia termica disponibile: circa 1000 KW termici EnergiatermicarichiestadaprocessoBIOMET TM in termofilia: circa 20-25% grazie a ottimizzazioni costruttive del processo stesso Quantità di digestato liquido: circa ton/giorno Energiatermicarichiestaper soluzioneevaled TM EW+RW: circa kw Recupero e sfruttamento quasi totale dell energia termica 39

40 Un esempio Parametro UM Digestato ingresso Condensato in uscita (dopo separazione solido-liquido) ph TS % 2-4 <0,1 COD mg/l <160 N-NH4 mg/l <15 Cloruri mg/l <10 Fosforo mg/l <5 Tutti i nutrienti rimangono nel concentrato valorizzabile!!! 40

41 Bilancio di materia Digestato dopo separazione solido liquido Portata: 35 m 3 /giorno TS: 2% EVALED TM EW Concentrato 3-4 m 3 /giorno TS 18-20% Dist 90-92% m 3 /giorno RO doppio stadio, doppio passaggio Conc RO a evaporazione 5-7 m 3 /giorno Permeato allo scarico m 3 /giorno EVALED TM RW 6000 Dist 70-75% m 3 /giorno Concentrato m 3 /giorno TS60-65% alla valorizzazione agronomica o compostaggio o smaltimento Resa globale > 96% 41

42 Conclusioni CompletamentofilieraBIOMET TM con: Valorizzazioneancheeconomica(certificatibianchi/bonus): energia termica disponibile altrimenti inutilizzata Miglioramentogestionedigestatoliquido: spandimentoo smaltimento Gestione del digestato anche in contesti in cui non è possibile lo spandimento: rifiuti, industrie ecc. con ottimizzazione dei costi di gestione Possibilità di riutilizzo con produzione di acqua industriale di ottima qualità 42

43 Alcune foto 43

44 Alcune foto 44

45 Alcune foto 45

46 Alcune foto 46

47 Grazie Ottavio Micheletti VWSItalia2011_BIOMET TM _Ita 47