IL RIUTILIZZO DELLE ACQUE REFLUE INDUSTRIALI E CIVILI: L ESPERIENZA DEL DISTRETTO PRATESE

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1 IL RIUTILIZZO DELLE ACQUE REFLUE INDUSTRIALI E CIVILI: L ESPERIENZA DEL DISTRETTO PRATESE F. Borchi, F. Caregnato, E. Coppini, GIDA S.p.A. Soluzioni innovative per il trattamento e la gestione delle acque reflue Il contributo del programma LIFE Firenze, maggio 2013

2 G.I.D.A. S.p.A. Gestione Impianti Depurazione Acque Società per azioni a capitale misto pubblico/privato che gestisce il sistema di depurazione delle acque a Prato.

3 La società GIDA gestisce: gli impianti di depurazione del Comune di Prato (Baciacavallo e Calice), e dei Comuni di Vaiano, Cantagallo e Vernio ( m 3 /a); l impianto di trattamento dei rifiuti liquidi di Calice ( ton/a) l impianto di incenerimento dei fanghi prodotti dalla depurazione delle acque e dal trattamento dei rifiuti liquidi ( ton/a) la produzione e la distribuzione di acqua depurata post-trattata e destinata al riuso ( m 3 /a)

4 L impianto di Baciacavallo (Prato) Il processo di depurazione nell impianto di Baciacavallo consiste nei seguenti trattamenti: sedimentazione primaria ossidazione biologica sedimentazione secondaria chiariflocculazione ozonizzazione La portata media oraria feriale trattata è circa 4800/5000 m 3 /h

5 L impianto di Baciacavallo (Prato)

6 Schema tipo di valutazione dei costi di gestione del depuratore di Baciacavallo CONSUMI COSTI % Energia elettrica 0,457 kwh/m 3 0,034 /m 3 15,5 Prodotti Chimici 68,7 g/m 3 0,0024 /m 3 1,1 Ozono 18 g/m 3 0,03 /m 3 13,7 Trattamento e smaltimento fanghi 0,604 kg/m 3 0,0364 /m 3 16,6 Totale costi variabili della produzione 0,103 /m 3 47,0 Totale costi di manutenzione 0,015 /m 3 6,8 Modifiche e piccoli investimenti 0,019 /m 3 8,7 Totale costi fissi della produzione 0,034 /m 3 15,5 Totale costi elementi variabili 0,103 /m 3 47,0 altri costi fissi 0,032 /m 3 14,5 Totale costi elementi fissi 0,066 /m 3 30,1 Totale costo personale 0,05 /m (*)Totale costo depurazione acque 0,219 /m (*) esclusi ammortamenti e oneri finanziari

7 in O 3

8 Le Origini del sistema di Acquedotto Industriale Nel corso degli anni 90, il progetto di un sistema di produzione e distribuzione di acqua riciclata (poi definito come Acquedotto Industriale di Prato) nasce e si sviluppa anche in seguito al vincolo imposto dal Comune alle lottizzazioni industriali: utilizzo per fini produttivi di una aliquota di acqua depurata dall impianto di depurazione centralizzato di Baciacavallo. obiettivi Far fronte alla richiesta idrica dell industria preservando l acqua di falda per usi idropotabili Qualità compatibile col riuso nell industria tessile Costo competitivo con altre fonti di approvigionamento idrico

9 I soggetti attualmente coinvolti nella gestione degli impianti di produzione e distribuzione del sistema di Acquedotto Industriale della Città di Prato sono: GIDA, gestore depurazione e A.I. cittadino IDRA, gestore A.I. 1 Macrolotto Industriale Comune di Prato Unione Industriale Pratese Consorzio Progetto Acqua COORDINAMENTO E CONTROLLO Comitato di gestione dell Acquedotto Industriale presieduto dall Assessore all Ambiente del Comune di Prato

10 IMPIANTI DI AFFINAMENTO ACQUA DEPURATA attualmente in funzione presso il depuratore di Baciacavallo a Prato IMPIANTO G.I.D.A. chiariflocculazione, filtrazione a sabbia, ozonizzazione POTENZIALITA DI PROGETTO: 6 milioni di mc/a PRODUZIONE EFFETTIVA (2012): 1,1 milioni di mc/a IMPIANTO IDRA filtrazione a sabbia, filtrazione su carboni attivi, disinfezione chimica POTENZIALITA DI PROGETTO: 5 milioni di mc/a PRODUZIONE EFFETTIVA (2012): 2,3 milioni di mc/a POTENZIALITA RESIDUA: 7,6 MILIONI DI mc/a

11 L IMPIANTO DI AFFINAMENTO GIDA FASE PRELIMINARE DI SPERIMENTAZIONE ( ) La fase preliminare di sperimentazione è stata necessaria per: Effettuare la scelta tra le migliori tecniche disponibili Determinare la soluzione impiantistica adeguata alle esigenze dei potenziali utenti Quantificare i costi di investimento e di esercizio dell impianto in scala reale Testare l acqua prodotta per gli utilizzi richiesti (prove di su con acqua di riuso) Verificare i risultati e adottare gli opportuni accorgimenti correttivi

12 Accordo di Programma Quadro per la tutela delle acque del Medio Valdarno (Luglio 2004) Ministero dell Ambiente, Regione Toscana, Comune di Prato, Unione Industriale Pratese, GIDA, ARPAT, Provincia di Prato Co-finanziamento dell impianto di affinamento delle acque depurate del Depuratore di Baciacavallo

13 Impianto di affinamento GIDA Restituzione a fiume Bisenzio Fiume Bisenzio Filtrazione a sabbia Disinfezione con ipoclorito Effluente IDL Baciacavallo Miscelazione rapida Miscelazione lenta Chiarificazione a pacchi lamellari Filtrazione multistrato Ozonizzazione reattori Mixflo3 PAC decolorante Polielettrolita anionico Vasca stoccaggio acqua industriale Stazione di pompaggio Alla rete di distribuzione

14 CHIARIFLOCCULATORI LAMELLARI LA GALLERIA DELLE VALVOLE DI COMANDO DEI FILTRI A SABBIA

15 LA SEZIONE DI FILTRAZIONE SU SABBIA Mezzo filtrante: Antracite, quarzite I REATTORI DI OZONIZZAZIONE (tipo MIXFLO3 gruppo SIAD)

16 L acqua di fiume integrativa E necessaria un aliquota di acqua superficiale per limitare la salinità (e contenere i costi). pozzi; opera di presa; fino ad un massimo del 30% condotta di mandata a gravità; filtrazione a sabbia a gravità; accumulo (unico); stazione di pompaggio per la restituzione al fiume dell acqua depurata; condotta di restituzione al fiume dell acqua depurata.

17 RETI DI DISTRIBUZIONE Rete G.I.D.A. (60 km ca.) 2 Macrolotto Industriale, città di Prato, zona industriale di Montemurlo. Rete IDRA (15 km ca.) 1 Macrolotto Industriale

18 SCHEMA ACQUEDOTTO INDUSTRIALE PRATESE PRATO Fiume Bisenzio Montemurlo Presa Bisenzio Calice Baciacavallo GIDA SpA Macrolotto 1 IDRA Impianti di posttrattamento Macrolotto 2 Macrolotto 2 Campi Bisenzio

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20 Nel complesso nel 2012 l A.I. di Prato (GIDA+IDRA) ha erogato: m 3 /a circa 1/2 del fabbisogno dell industria pratese ( m 3 /a) L A.I. di GIDA ha erogato (dato 2012) m 3 /a

21 REGOLE GENERALI per la realizzazione e la gestione dell Acquedotto Industriale CONDIVISIONE Progetto condiviso tra tutti i soggetti interessati (enti, utenti) QUALITA Eliminazione delle sostanze non desiderate dagli utenti FORMAZIONE Cambiamento di abitudini operative degli utenti SERVIZIO Costi di produzione ed erogazione competitivi

22 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. Quadro normativo di riferimento D.M. 185/2003 D.Lgs. 152/2006 Destinazioni d uso INDUSTRIALE: acqua di processo e di lavaggio CIVILE: Lavaggio strade centri urbani, alimentazione degli impianti di scarico dei servizi igienici, impianti antincendio IRRIGUO: Irrigazione di colture destinate a fini non alimentari, Irrigazione di aree destinate a verde o ad attività ricreative o sportive

23 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. - MEDIE ANNUALI ( ) Parametro limiti per uso irriguo DM 185/03 limiti D.Lgs. 152/06 (Tab /All. 5) SST mg/l 1,4 1,4 1,0 1,2 1,3 1, COD mg/l N tot mg N/l 9,1 5,2 6,1 5,0 6,1 5, N-NH 4 mg/l 0,8 1,9 1,0 0,7 1,5 0, Colore Abs 420nm 0,007 0,007 0,006 0,007 0,006 0,006 n.p/dil 1/20 Solfati mg/l Cloruri mg/l Tensioattivi totali mg/l 0,13 0,09 0,08 0,09 0,15 0,07 0,5 2

24 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. Riuso nell industria tessile: inquinanti non desiderati COLORE Complica la gestione dei bagni di tintura a causa di interazioni con i coloranti e gli ausiliari presenti nel bagno, dando luogo a colorazioni diverse da quelle richieste, specialmente per le tonalità chiare. S.S.T. Impediscono la distribuzione uniforme dei coloranti sulle fibre, in particolare modo nella tintura di rocche e matasse.

25 andamento torbidità affinamento , 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, torbidità (ntu) ingresso affinamento uscita affinamento 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 02/01/ /01/ /01/ /02/ /02/ /03/ /03/ /04/ /04/ /05/ /05/ /06/ /06/ /07/ /07/ /07/ /08/ /08/ /09/ /09/ /10/ /10/ /11/ /11/ /12/ /12/2012 torbidità (ntu)

26 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0, andamento colore affinamento 2012 ingresso affinamento uscita affinamento colore (ABS 420 nm) 02/01/ /01/ /01/ /02/ /02/ /03/ /03/ /04/ /04/ /05/ /05/ /06/ /06/ /07/ /07/ /07/ /08/ /08/ /09/ /09/ /10/ /10/ /11/ /11/ /12/ /12/2012

27 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 0, rendimento colore e torbidità impianto affinamento anno 2012 rendimento torbidità rendimento colore % 02/01/ /01/ /01/ /02/ /02/ /03/ /03/ /04/ /04/ /05/ /05/ /06/ /06/ /07/ /07/ /07/ /08/ /08/ /09/ /09/ /10/ /10/ /11/ /11/ /12/ /12/2012

28 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. Riuso nell industria tessile: inquinanti non desiderati CLORURI E SALINITÁ La presenza di cloruri è tollerata fino alla concentrazione di mg/l. Anche la salinità in generale è tollerata fino a valori di µs/cm. DUREZZA Durezza ottimale < 10 F. Durezza acqua industriale F. Durezza acqua dei pozzi F.

29 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. Riuso nell industria tessile: inquinanti non desiderati SOSTANZE RIDUCENTI Reagiscono coi coloranti rendendone più difficile il fissaggio sulle fibre e causando viraggi (diminuzione di intensità e cambio di tonalità). Potenziale redox ottimale > 150 mv.

30 QUALITA DELL ACQUA DELL A.I. affinamento affinamento

31 FORMAZIONE DELL UTENTE DELL A.I. Riuso nell industria tessile: indicazioni e accorgimenti Per le lavorazioni di tessuti pregiati si miscela l acqua industriale mediante diluizione con acqua pregiata (dal 30 al 70 %). Per le lavorazioni di tessuti meno pregiati, che assorbono circa il 50 % dei consumi, la qualità dell acqua industriale è sufficiente E fondamentale che l utente sia predisposto ad adottare modalità lavorative diverse da quelle tradizionali

32 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. In seguito ad una indagine conoscitiva compiuta sui clienti dell AI, è emerso che questi si dividono in tre fasce di utenti: UTENTI FASCIA 1 a) per l uso in tintoria è necessario un affinamento a piè di fabbrica b) il maggior uso è imposto dalla scarsa possibilità di approvigionamento dalla falda UTENTI FASCIA 2 a) utilizzo senza impianti a piè di fabbrica ed è agevole l approvigionamento dalla falda b) sono aziende che non conoscono a fondo le caratteristiche dell acqua di riciclo UTENTI FASCIA 3 a) le lavorazioni pregiate risentono dei limiti qualitativi dell acqua di riciclo b) sono aziende che non conoscono a fondo le caratteristiche dell acqua di riciclo

33 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. SISTEMA DI FINANZIAMENTO DELL A.I. Art. 155, comma 6. D.Lgs 152/06 (Tariffa del servizio di fognatura e depurazione) Allo scopo di incentivare il riutilizzo di acqua reflua o già usata nel ciclo produttivo, la tariffa per le utenze industriali è ridotta in funzione dell utilizzo nel processo produttivo di acqua reflua o già usata. La riduzione si determina applicando alla tariffa un correttivo, che tiene conto della quantità di acqua riutilizzata e della quantità delle acque primarie impiegate.

34 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. SISTEMA DI FINANZIAMENTO DELL A.I. Tutti gli utenti industriali del Sistema Centralizzato di Depurazione pagano, in aggiunta alla tariffa di depurazione, una maggiorazione per ogni mc di acqua scaricata. Gli utenti industriali facenti parte del Sistema Centralizzato di Depurazione SCD pagano una tariffa agevolata per ogni mc di acqua prelevata dall A.I. Gli utenti industriali facenti parte del Sistema Centralizzato di Depurazione SCD sono rimborsati per ogni mc di acqua prelevata dall A.I. e scaricata in fognatura, di una cifra a titolo di incentivo.

35 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. SCHEMA DI BILANCIO ECONOMICO TIPO DELL A.I. Costi Gestione /a Personale /a Totale Costi di esercizio A.I. /a Ricavi dalla fornitura di acqua di riuso /a dalla maggiorazione della tariffa dep. /a altri ricavi (servizio antincendio) Totale Ricavi Differenza ricavi costi /a INCENTIVO ALLE IMPRESE

36 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. RIEPILOGO COSTI UNITARI DELL A.I. a) Costo di produzione dell acqua di riuso /m 3 0,23 b) Prezzo agevolato applicato /m 3 0,135 Maggiorazione tariffa depurazione /m 3 0,033 c) Incentivo /m 3 0,0116 Prezzo netto acqua di riciclo b) c) /m 3 0,123 Prezzo acqua prelevata da falda * /m 3 0,12-0,13 * La Provincia di Prato ha aumentato i costi delle concessioni per gli attingimenti dalla falda

37 SERVIZIO ALL UTENZA DELL A.I. Consumi e relativi costi per metro cubo di acqua prodotta e distribuita CONSUMI COSTI % Energia elettrica produzione 0,188 kwh/m3 0,018 /m3 7,8 Coagulante 37 g/m3 0,0024 /m3 1,0 Flocculante 0,5 g/m3 0,0005 /m3 0,2 Ozono 13 g/m3 0,030 /m3 13,0 Totale costo di produzione 0,0509 /m3 21,7 Energia elettrica distribuzione 0,41 kwh/m3 0,055 /m3 23,9 Totale costo di distribuzione 0,055 /m3 23,9 Totale costi elementi variabili 0,106 /m3 46,1 Totale costi elementi fissi 0,124 /m3 53,9 Totale costo acqua di riciclo 0,23 /m3 100

38 PROSPETTIVE E LIMITI DELLO SVILUPPO DELL ACQUEDOTTO INDUSTRIALE DI PRATO SERVIZIO ALLA PRODUZIONE INDUSTRIALE CRISI DEL DISTRETTO INDUSTRIALE NUOVI UTILIZZI IDRICI

39 PROSPETTIVE E LIMITI DELLO SVILUPPO DELL ACQUEDOTTO INDUSTRIALE DI PRATO PORTATE ACQUEDOTTO INDUSTRIALE PRATO GIDA IDRA METRI CUBI ANNI

40 PROSPETTIVE E LIMITI DELLO SVILUPPO DELL ACQUEDOTTO INDUSTRIALE DI PRATO NUOVI SETTORI DI IMPIEGO DELL ACQUA DI RICICLO: AUTOLAVAGGI IMPIANTI TERMICI DI AZIENDE DELLA GRANDE DISTRIBUZIONE COMMERCIALE IMPIANTI DI BETONAGGIO IMPRESE EDILI RETI DUALI RIUTILIZZO IRRIGUO

41 Riuso per fini irrigui: inquinanti non desiderati S.S.T. Intasano i capillari della microirrigazione. Il loro valore ottimale è quindi prossimo allo zero. CLORURI Concentrazione ottimale: < 140 mg/l. Limite D.M. 185/03: 250 mg/l. Concentrazione nell acqua riciclata: mg/l.

42 Riuso per fini irrigui: indicazioni e accorgimenti Diluizione delle acque saline con acque dolci. Drenaggio del terreno mediante l alternanza di cicli con acqua dolce a cicli con acqua salata (gli eventi meteorici sono ottimali a questo scopo). Irrigazione a goccia al fine di evitare bruciature sulle foglie, antiestetiche e dannose. Scelta dei concimi più idonei e apporto di sostanza organica.

43 CONCLUSIONI Un acquedotto che recupera e distribuisce acqua reflua depurata deve essere un opera condivisa ed accettata dagli utenti. E necessario un cambiamento di mentalità e di abitudini da parte degli utilizzatori. L impianto di per il recupero delle acque deve mirare ad abbattere solamente le sostanze indesiderate.

44 CONCLUSIONI Prima di procedere alla realizzazione dell impianto è necessaria una significativa sperimentazione con impianto pilota che consenta anche di testare industrialmente l acqua prodotta. E indispensabile l applicazione di un meccanismo che incentivi l utilizzo di questa risorsa e, nello stesso tempo, che disincentivi il prelievo di acqua di falda. L acquedotto industriale di Prato offre una grande opportunità per il riuso della risorsa idrica, di buona qualità, a costi competitivi.