FANGHI DI DEPURAZIONE: LA SITUAZIONE DI SMAT. Ing. Paolo Romano Amministratore Delegato MILANO, 27 NOVEMBRE 2013 FANGHI DI DEPURAZIONE:
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1 FANGHI DI DEPURAZIONE: QUALI STRATEGIE DI MEDIO TERMINE MILANO, 27 NOVEMBRE 2013 FANGHI DI DEPURAZIONE: LA SITUAZIONE DI SMAT Ing. Paolo Romano Amministratore Delegato SOCIETA METROPOLITANA ACQUE TORINO S.p.A.
2 SOMMARIO LA SITUAZIONE DI SMAT S.p.A. 1. La SMAT S.p.A. oggi 2. Politiche di centralizzazione; Produzione fanghi; Controlli 3. Il trattamento dei fanghi c/o impianto di Castiglione T.se 4. Recupero energetico; trattamento sabbie; codigestione FORSU 5. Da rifiuto a Risorsa. Da rifiuto a Prodotto 6. Discarica; Agricoltura; Termovalorizzazione 7. I Costi 8. Termovalorizzazione dedicata
3 IL SERVIZIO DI RACCOLTA E DEPURAZIONE ACQUE REFLUE SMAT LA CRESCITA NELL ULTIMO DECENNIO LA SITUAZIONE NEL 2001 CRESCITA SERVIZIO TERRITORIO E POPOLAZIONE 285 Comuni serviti 2,2 milioni ab. serviti 6100 km 2 territorio OGGI 7900 km rete 3,5 milioni ab. eq. trattati 412 fra piccoli e grandi impianti di depurazione 79 piccoli impianti dismessi 350 milioni di m 3 acqua reflua trattata/anno
4 SVILUPPI GESTIONALI Centralizzazione Tendenza al collettamento delle acque reflue verso impianti di depurazione centralizzati ed eliminazione di piccoli impianti Ritorno Esempi di impianti centralizzati Castiglione: 2,5 M a.e. ; 35 comuni Collegno: a.e. ; 6 comuni Pinerolo: a.e. ; 9 comuni Rosta: a.e. ; 23 comuni Pianezza: a.e. ; 5 comuni Ivrea ovest a.e. ; 11 comuni Cavour: a.e. ; 4 comuni Chieri: a.e. ; 6 comuni Maggiore efficienza/efficacia di trattamento e razionalizzazione Benefici qualitativi, economici e gestionali Introduzione dei POLI DEPURATIVI: Gestione unificata degli impianti tramite gruppi di lavoro omogenei Creazione di know how di processo e di manutenzione S
5 SVILUPPI PER GLI IMPIANTI Centralizzazione trattamento fanghi I fanghi prodotti nei piccoli impianti, dopo ispessimento, vengono trasportati (via autobotte) nei grandi impianti dotati di efficienti linee fanghi. VANTAGGI: Miglior efficienza del trattamento (disidratazione) e quindi abbattimento dei costi di smaltimento (minori volumi) Minori costi di trattamento (economia di scala) Possibilità di recupero energetico se l impianto di destinazione è dotato di digestione anaerobica. S
6 I fanghi di depurazione in SMAT Depuratori gestiti dal Gruppo SMAT Categoria (a.e.) numero a.e. serviti fanghi (t/a ss) prodotti * < Castiglione T.se Totale * al netto dei reattivi
7 Controllo continuo degli scarichi SMAT rilascia le autorizzazioni allo scarico in fognatura: Controllo diretto degli scarichi delle attività produttive Miglioramento della sicurezza di funzionamento degli impianti Attenzione per lo sviluppo industriale Controllo continuo dei distretti industriali 13 stazioni di campionamento per il controllo qualitativo degli scarichi in fognatura delle attività produttive: Effetto deterrente sugli scarichi illeciti Miglioramento della qualità dei fanghi di depurazione
8 L impianto SMAT di Castiglione Torinese Abitanti equivalenti serviti: Portata media trattata: m 3 /d (2011) linea fanghi
9 SVILUPPI GESTIONALI Ritorno 3. Stoccaggio biogas 4. Postispessimento 1. Preispessimento 2. Digestione anaerobica 5. Disidratazione e recupero energetico S
10 Trattamenti linea fanghi Stabilizzazione: I fanghi derivanti dal trattamento primario e secondario vengono ispessiti a gravità congiuntamente o separatamente (i fanghi di supero vengono trattati con polielettroliti cationici in sospensione). I fanghi ispessiti vengono trattati mediante digestione anaerobica mesofila (Tempo di residenza 20 giorni) ed avviati ai postispessitori.
11 Digestione anaerobica termofila TERMOFILIA MESOFILIA POTENZA TERMICA DISPONIBILE MAX PER RISCALDAMENTO FANGHI (kw) 3.192, ,86 kwh/mc NECESSARI PER RISCALDAMENTO FANGO 43,02 23,26 PORTATA MAX AMMISSIBILE PER SOSTENIBILITA' TERMICA (m3/h) 5 digestori 74,20 120,18 PORTATA MAX AMMISSIBILE PER SOSTENIBILITA' TERMICA (m3/h) 1 digestore 14,84 24,04 RIDUZIONE PERCENTUALE DI PORTATA NECESSARIA 41% 4% DIGESTORI NECESSARI 2,8 4,6 ATTUALE TENORE DI SECCO IN INGRESSO ALLA DIGESTIONE 2,43% 2,43% TENORE DI SECCO NECESSARIO PER SOSTENIBILITA DIGESTIONE 4,09% 2,53% E NECESSARIA UNA RIDUZIONE DI CIRCA IL 40% DEI VOLUMI IN INGRESSO CON TERMOFILIA!
12 Trattamenti linea fanghi Disidratazione: Trattamento tradizionale: filtropressatura dopo condizionamento con latte di calce e cloruro ferrico; (potenzialità 180,000 t/anno) Condizionamento con polielettolita e disidratazione in centrifuga (4 unità potenzialità 135,000 t/anno); Eventuale essiccamento in 2 impianti a pale, di tipo indiretto; fluido termoconvettore: olio diatermico scaldato a 250 C (potenzialità 15,000 t/anno)
13 SVILUPPI PER GLI IMPIANTI Impianto di essiccamento fanghi 2 linee gemelle con essiccatori a pale (essiccamento indiretto), funzionanti ad olio diatermico (220 C) passante attraverso la camicia e le pale cave dell essiccatore. Alimentazione: 5 t/h fanghi centrifugati (26% ST) Tenore secco in uscita: >90% ST Capacità evaporativa: 3,5 t/h H 2 O Tempo di permanenza: 7 h Potenza termica: 2600 kw (caldaie a gas naturale) Ritorno RECUPERO TERMICO: Le fumane (vapore + polveri) sono inviate alla sezione di recupero termico: Ciclone per separazione polveri Condensatore ad assorbimento (a pioggia) con recupero dell energia termica trasferita alla rete di teleriscaldamento interna S
14 SVILUPPI PER GLI IMPIANTI Trigenerazione presso l impianto di Castiglione T.se Ritorno 6 digestori anaerobici da m 3 cad m 3 /d di fanghi digeriti Nm 3 /d di biogas (60% CH4) prodotto Produzione 2012: MWh 4 motori a gas a combustione interna Potenza elettrica totale: 5,6 MW Rendimento elettrico: 41% Rendimento termico: > 40% Recupero termico da fumi olio e acqua di raffreddamento Scambiatori e macchine ad assorbimento S
15 STRATEGIE PER IL FUTURO Ritorno Codigestione anaerobica fanghi FORSU IDEA: sottoporre i rifiuti organici (es. FORSU) a digestione anaerobica insieme ai fanghi di depurazione (condizioni «wet»), dopo pretrattamento (es. pressoestrusione meccanica) VANTAGGI: Recupero dell energia contenuta nella sostanza organica (altrimenti persa); Sfruttare infrastrutture già esistenti (digestori per fanghi e cogeneratori) con costi di investimento limitati; Semplicità gestionale; Limitazione problematiche legate alla gestione alternativa del rifiuto (odori, etc.) DIGESTED ENERGY (CIPE): Sperimentazione su scala pilota (2 digestori da 1m 3 con ottimi risultati di produttivita di biogas (700 Nm3/kg SV) e di abbattimento di sostanza organica. S
16 SVILUPPI PER GLI IMPIANTI Impianto di trattamento sabbie Fosse di raccolta con benna caricatrice Vaglio rotante Separazione: idrociclone, tavola densimetrica, vibrovagli VANTAGGI: Recupero di sabbie e pietrame Risparmio economico per lo smaltimento evitato Riutilizzo nell ambito di lavori edili e civili Ritorno Produttività lavaggio sabbie: Ingresso: Sabbia grezza kg/h Uscita: Sabbia lavata kg/h Pietrame kg/h Mondiglia 410 kg/h S
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18 Caratteristiche dei fanghi prodotti Filtropressati: tenore di secco 38-40%; principali componenti (rif s.s.): Calce come CaO: 35% Fe: 5%; Al: ~0,7%; S ~0,6% C Org.: <20%, Azoto ~1,8%, Fosforo: ~1,4%; S: ~0,6%
19 Caratteristiche dei fanghi prodotti Centrifugati: Tenore di secco 26-29%; principali componenti (rif. s.s.): C. Org. ~28%, Azoto ~4,2%, Fosforo ~2,7%; Al 1,4%; S: ~1%
20 Caratteristiche dei fanghi prodotti centrifugato Essiccati: tenore di secco: ~90%, altri valori come fango
21 Gestione dei rifiuti MINIMIZZARE LA QUANTITA DI RIFIUTO PRODOTTO Gestione processo linea acque Ozonizzazione Digestione anaerobica e sua efficienza Lisi cellulare dei fanghi di spero Limitazione dell uso dei reattivi Efficienza di disidratazione Essiccamento RECUPERO 1 ) RECUPERO DI MATERIA 2 ) RECUPERO DI ENERGIA 3 ) INERTIZZAZIONE DEI RESIDUI
22 Gestione dei rifiuti DISCARICA DM 27/09/2010 Eliminato il problema del limite a 20 mg/l sul DOC Art. 6 Dlgs 36/2003 introduce il limite superiore per il potere calorifica a 13,000 kj/kg Digeriti + essiccati => ammessi Stabilizzati (poco) + essiccati (molto) => potrebbero avere difficoltà di ammissione Sempre prorogato (DL 14/01/2013) fino al 31/12/2013 E possibile conferire in discarica La discarica di Basse di Stura è chiusa dal dicembre Gli spazi in discarica sono sempre meno e i costi sono sempre più elevati Venerdi 19 aprile 2013 avviato il termovalorizzatore TRM di Torino Il CER non è stato autorizzato il termovalorizzatore TRM di Torino
23 Destinazione fanghi prodotti Filtropressati: Discarica Ripristino ambientale (es. cave) Messa in riserva Centrifugati Smaltimento diretto agricoltura Compostaggio Essiccati: Compostaggio, messa in riserva Cementifici Centrali a carbone (Germany)
24 LIMITI PER IL RECUPERO IN AGRICOLTURA DM 99/1992 Regolamento regionale DPGR 4558 del23/06/1986 DGR 7/10/1986 n , DGR /05/1996 (Delega alle Province) (limiti microbiologici salmonelle assenti+ limite di boro, arsenico e Selenio + limite del SAR a 20, indice di germinazione) La d.g.r. Lombardia VIII/9953 del 29 luglio 2009 Disposizioni per la sospensione dell attività di spandimento in agricoltura dei fanghi prodotti dalla depurazione delle acque reflue Blocco dello spandimento dal 2012 nelle zone vulnerabili Blocco dello spandimento dal 2014 nelle zone NON vulnerabili LIMITI PER IL RECUPERO IN COMPOSTAGGIO DM 5/02/98 con i limiti del Dlgs 99/92; Carbonio Azoto e Fosforo non inferiori a La normativa sui compost limita al 35% la quantità massima di fanghi di depurazione che possono essere conferiti agli impianti di trattamento
25 COSTI compreso carico e trasporto Conferimento in discarica : 104 /tonn Limiti legati al contenuto di secco e al test dell eluato Recupero in compostaggio : 65 /tonn Limiti legati al contenuto di organico e di metalli pesanti Recupero termico Germania : 79 /tonn (break even) Solo fango essiccato Recupero termovalorizzatoretorino : 120 /tonn Solo fango autotermico e non polverulento
26 Trattamenti termici Incenerimento in forni da cemento Barcellona 20 /ton Incenerimento congiunto con RSU (problemi legati al forno a griglia) Trattamenti termici in un impianto dedicato Incenerimento Gassificazione Pirolisi INCENERIMENTO SU LETTO FLUIDO A PRESSIONE ATMOSFERICA
27 Caratterizzazione fanghi Quantitativi di fanghi e loro caratterizzazione chimica * * Non si è più considerato il fango filtropressato in seguito all entrata in funzione del nuovo essiccatore Bilanci di massa e di energia
28 Analisi tecnologica schema impianto Schema dell impianto proposto
29 Conclusioni Dall analisi di letteratura effettuata risulta che la tecnologia termica che meglio si presta alla gestione dei fanghi di depurazione è l incenerimento su letto fluido a pressione atmosferica In funzione all analisi dello stato dell arte tale tecnologia risulta ben consolidata (larga diffusione sul territorio europeo) In seguito alla caratterizzazione quali quantitativa effettuata è stato predisposto uno schema impiantistico, sono state definite le caratteristiche tecniche dell impianto e ne è stata effettuata una valutazione economica In relazione ai risultati ottenuti, in particolare dal punto di vista dell analisi economica, emerge che, rispetto agli attuali costi di smaltimento dei fanghi fuori dal territorio nazionale, i costi di investimento e di gestione del trattamento termico di incenerimento risultano più elevati
30 Schema impianto linea depurazione fumi Linea di depurazione fumi Precipitatore elettrostatico (rimozione delle polveri); Assorbimento ad umido (rimozione dei gas acidi); Filtro a maniche con processo di assorbimento mediante iniezione di carbone attivo (per la rimozione delle polveri, dei metalli pesanti e dei gas acidi residui) Risultati di test svolti
31 Caratteristiche processistiche Risultati dei bilanci = 11 % 15 %
32 Valutazione economica Costo investimento impianto Costo gestione impianto /anno Impianto 1 linea costo di smaltimento /t ( /tss) Impianto 2 linee costo di smaltimento /t ( /tss)
33 FANGHI DI DEPURAZIONE: QUALI STRATEGIE DI MEDIO TERMINE MILANO, 27 NOVEMBRE 2013 LA SITUAZIONE SMAT GRAZIE PER L ATTENZIONE Ing. Paolo Romano Amministratore Delegato SOCIETA METROPOLITANA ACQUE TORINO S.p.A.
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