Ravenna 18 maggio 2017

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1 Ravenna 18 maggio 2017

2 La «filiera» Waste to Bio-CH 4 Il ruolo della tecnologia nella filiera della FORSU 2

3 I must della filiera FORSU Completezza tutto l impianto in un unico blocco con sinergia tra le sezioni Flessibilità i rifiuti variano in quantità e qualità e vanno lavorati rapidamente Circolarità minimizzare gli scarti e massimizzare il ri-uso Foot-print Efficienza minimo uso delle risorse (acqua, energia, materie prime) massimizzare la resa (conversione C-organico Bio- Metano) Affidabilità design industriale: facile MTZ, continuità di esercizio 3

4 Schema a blocchi della filiera Processo WET Bilancio DRY 4

5 Impianto da 50 kton/y 5

6 PRE-TRATTAMENTO 6

7 PRE-TRATTAMENTO Organico con basso contenuto di inerti e plastica Design: 20 t/h daily feed in1 turno di ~30 kt/y; in 2 ~60 kt/y Scarti con basso contenuto di organico 7

8 PRE-TRATTAMENTO 100% (scarto 15%) 85% 9,2% 5,2% 0,4% 0,2% 8

9 BIOMET - Digestione 2 stadi termofila 9

10 BIOMET - Digestione 2 stadi termofila 10

11 BIOMET - plus di processo Idrolisi: fase separata dalla digestione anaerobica: maggiore stabilità e migliori performance Demolizione idrolitica di proteine, carboidrati e lipidi in zuccheri, aminoacidi ed acidi a basso peso molecolare substrato ideale (COD) per i batteri metanogenici Feed Brevi tempi di carico della razione giornaliera: effetto buffer Idrolisi Digestione Biogas Digestato Portata costante di prodotto omogeneizzato nelle 24 ore al reattore biologico anaerobico Mesofilia e Termofilia: gestione del processo ottimizzata 11

12 BIOMET - plus di design Pompa trituratrice di ricircolo esterna per garantire una perfetta disgregazione della biomassa Facile e veloce manutenzione: tutti i componenti sono all esterno del reattore Ugelli di miscelazione Nessuna parte in movimento all interno del reattore 12

13 BIOMET - plus di design scambiatori di calore esterni Perfetto contro corrente no shock Tubi big size facile pulizia High flow speed no fauling. 13

14 BIOMET - plus di design Design digestori Rapporto ɸ su H buon mixing; < perdite termiche; > controllo schiume 14

15 EVALED - Trattamento digestato Digestato: Bio-difficile Alta salinità e ST 15

16 EVALED - Evaporazione digestato Fenomeno naturale e tecnologia di separazione pulita, riconosciuta come BAT (Best Available Technology) in diversi processi di trattamenti di acque reflue Gli evaportaori EVALED TM sono sistemi industriali che accelerano il naturale processo di evaporazione 16

17 EVALED - Trattamento digestato 17

18 EVALED - Trattamento digestato Correzione ph e degasaggio: riduzione alcalinità e salificazione ammoniaca 18

19 EVALED - Trattamento digestato 1 stadio di concentrazione con EVALED RV sottovuoto a circolazione forzata e ricompressione vapore evaporato 19

20 EVALED - Trattamento digestato 2 stadio di concentrazione con unità raschiata EVALED TM RW sotto vuoto ad acqua calda 20

21 EVALED - Trattamento digestato Condensati trattati con RO doppio stadio al riuso/scarico (concentrato inviato in testa agli evaporatori) Super-concentrato al compostaggio 21

22 BIOGAS UPGRADING 22

23 BIOGAS UPGRADING Definizioni Biogas Upgrading System (BUS) è la tecnologia che permette di separare la CO2 dal flusso di Biogas Bio-metano, idoneo all immissione nella rete del gas naturale (CH4 > 95%) BUS Off-gas, idoneo allo scarico in atmosfera (prevalentemente CO2) Pre-trattamenti: unità di rimozione di H2O, H2S, NH3 e Altri componenti prima dell unità BUS 23

24 BUS Tecnologie disponibili 1) Water Scrubbing: sfrutta la migliore solubilità della CO2 rispetto al CH4 2) Chemical Scrubbing: sfrutta la migliore reattività della CO2 rispetto al CH4 3) Membrane Separation: sfrutta la minore dimensione molecolare della CO2 rispetto al CH4 4) Pressure Swing Adsorption PSA: sfrutta supporti su cui la CO2 è più assorbita del CH4 6) Cryogenic Liquefaction: sfrutta le differenti temperature di liquefazione di CO2 e CH4 5) Hybrid Systems: mix delle precedenti tecnologie per stadi consecutivi VWT check 1) Chemical Scrubbing (Amine) 2) Chemical Scrubbing (K2CO3 soluction) 3) Membrane separation (Evonik Veolia process) 4) Membrane separation (Evonik Other process) 5) Hybrid systems (Water Scrubbing + Membrane) PLANT A 60 kton/y FORSU 500 Sm3/h bio-ch4 PLANT B 30 kton/y FORSU 250 Sm3/h bio-ch4 No check Water Scrubbing alto CH4 in off-gas; WW da trattare PSA alto CH4 in off-gas ; alto consumo energetico Cryogenic liquefaction ok per produrre LNG; ^ CAPEX 24

25 BUS Confronto delle tecnologie Scrubbing salino Scrubbing amine Membrane altri Membrane Veolia Hybrid Environmental friendly Off-gas con CH4 <0,1% Efficienza Bio-CH4 con CH4>97% - - È nelle BAT? Per EFMA? Consumo energetico < 0,2 kw/nm3 biogas - - Manutenzione - Green - Referenze evonik evonik BAT: EFMA: Best Available Technologies European Fertilizer Manufacturers Association 25

26 Impianto A 500 Sm3/h - PERFORMANCES purezza CH4 CH4 nel off-gas Scrubber salino 98,0% Scrubber salino 0,05% Scrubber amine 97,7% Scrubber amine 0,05% Membrane altri 96,0% Membrane altri 0,50% Membrane VWT 95,0% Membrane VWT 1,00% Hybrid 92,5% 88,0% 90,0% 92,0% 94,0% 96,0% 98,0% Hybrid 6,00% BAT Score 0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% purezza CO2 Scrubber salino 95,8% Scrubber salino 99,95% Scrubber amine 86,2% Scrubber amine 95,10% Membrane altri 87,6% Membrane altri 98% Membrane VWT 98% Hybrid 90% 85% 90% 95% 100% Membrane VWT 85,0% Hybrid 61,2% 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 100,0% 26

27 Impianto A 500 Sm3/h CAPEX-OPEX Scrubber salino 58% 25% Scrubber amine Membrane altri 71% 78% 26% 22% CAPEX +20Y OPEX 64% 22% Membrane VWT 59% 16% Hybrid 0% 20% 40% 60% 80% 100% CAPEX Scrubber BUS salino CAPEX Scrubber ausiliari amine 74% 69% Membrane altri 97% Scrubber salino 39% 13% 17% Scrubber amine 27% 13% 19% Membrane altri 65% 13% 15% Membrane VWT 72% 13% 15% Hybrid 70% 0% 16% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Membrane VWT OPEX BUS OPEX pretratt Hybrid OPEX compress 86% 100% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 27

28 Impianto A 500 Sm3/h total SCORE BAT Score Scrubber salino Scrubber amine Membrane altri Membrane VWT 95,8% 86,2% 87,6% 85,0% Total SCORE Hybrid 61,2% 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 100,0% Scrubber salino Scrubber amine 129% 125% CAPEX +20Y OPEX Membrane altri Membrane VWT 90% 85% Scrubber salino 74% Hybrid 71% Scrubber amine Membrane altri 69% 97% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Membrane VWT 100% Hybrid 86% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 28

29 Impianto B 250 Sm3/h total SCORE BAT Score Scrubber salino 95,85% Scrubber amine Membrane altri Membrane VWT 87,63% 84,95% Total SCORE Hybrid 61,24% 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% CAPEX +20Y OPEX Scrubber salino Scrubber amine Membrane altri 94% 136% Scrubber salino Scrubber amine 70% Membrane VWT Hybrid 85% 88% Membrane altri Membrane VWT 93% 100% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Hybrid 70% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 29

30 BUS Confronto delle tecnologie Scrubbing salino Scrubbing amine Membrane altri Membrane Veolia Hybrid Environmental friendly Off-gas con CH4 <0,1% Efficienza Bio-CH4 con CH4>97% - - È nelle BAT? Per EFMA Consumo energetico < 0,2 kw/nm3 biogas - - Manutenzione - Green - Referenze evonik evonik BAT: EFMA: Best Available Technologies European Fertilizer Manufacturers Association 30

31 BIOGAS UPGRADING Technologies General comparison Scrubbing salino Scrubbing amine Membrane altri Membrane Veolia Hybrid Strength - qualità bio-ch4 - basse perdite CH4 - recupero termico - bassi CAPEX - bassa rich. energia - basse perdite CH4 - bassi OPEX - no en.termica - no scarichi liquidi - no en.termica - intercompany benefit - no scarichi liquidi - no en.termica - non richiede pretrattamenti Weak - rich. en. termica - consumo energetico - rich. En.termica - gestione amine - imp. grosso - alto consumo energia - sostituzione membrane - sensibile H2S, polveri, H2O - perdite CH4 alte - alto consumo energia - sostituzione membrane - sensibile H2S, polveri, H2O - perdite CH4 alte - alto consumo di acqua - acqua inquinata da trattare - referenze - piccola taglia Altre considerazioni: Membrane: più adatta per impianti piccoli Amine Scrubbing: economica solo per grandi impianti Hybrid: informazioni tecniche non molto approfondite. Necessità di trattamento acque reflue in quantità pari a circa 1/3 del digestato liquido prodotto. Per la filera VWT ha un impatto notevole sul processo evaporazione/osmosi. 31

32 CONTATTI Water Technologies Italia S.p.A. A company with a sole partner operating under the guidance and co-ordination activity of Veolia Water Solutions & Technologies SAS Head office: Via Lampedusa, Milano Capital stock TVA N Web site: ottavio.micheletti@veolia.com Division DESIGN & BUILD: Via Lampedusa, Milano Tel Fax Division SERVICES: Via Rodoni n Roncoferraro (MN) Tel Fax Division SOLUTIONS: Via Pra di Risi n Zoppola (PN) Tel Fax