Environmental. Ossigeno nella distruzione dei fanghi biologici di depurazione. Il processo Aqua Critox SCWO Super Critical Water Oxidation

Transcript

1 Environmental Ossigeno nella distruzione dei fanghi biologici di depurazione Il processo Aqua Critox SCWO Super Critical Water Oxidation

2 Environmental I fanghi biologici di depurazione: un problema del nostro tempo La depurazione biologica dei reflui civili ed industriali, comporta la produzione finale di sostanze solide dette fanghi di supero, costituiti in gran parte da composti organici (residui solidi, biomassa) ed inerti (sabbie, sali, metalli). Detti fanghi, ispessiti e disidratati per ridurne la frazione acquosa, venivano diffusamente smaltiti mediante la pratica dello spandimento in agricoltura, diretto o previo compostaggio, eccezion fatta per quelli pericolosi, già avviati ad incenerimento oppure a discarica controllata. Si aggiunge oggi, per il loro smaltimento definitivo, la tecnica SCWO Super Critical Water Oxidation, ovvero la soluzione finale al problema dello smaltimento dei fanghi che sono così completamente distrutti e mineralizzati. Dal sistema di ossidazione ad umido ad ossigeno puro... Fin dai primi anni 90, SIAD si è impegnata a ricercare nuovi processi di trattamento reflui e fanghi mediante sistemi ad ossigeno puro, ozono e tecnologie di ossidazione avanzata. Sono stati realizzati impianti pilota ed alcuni prototipi semi industriali di wet oxidation, per trattare reflui difficili in condizioni subcritiche con temperatura di processo sino a 300 C e pressioni di 12 MPa. Lo sfruttamento delle proprietà ossidanti dell ossigeno e dei nostri reattori tubolari, realizzati da SIAD in materiali pregiati, consentì di raggiungere elevate prestazioni di ossidazione e basse emissioni gassose. L impianto di trattamento reflui speciali di wet oxidation ad ossigeno puro, voleva essere una risposta al problema dei reflui industriali anche tossico nocivi ad elevato carico organico (25g/l <COD< 100 g/l) inizialmente non biodegradabile: il trattamento di wet oxidation poteva ridurre di circa il 70-90% il contenuto di carbonio dei reflui avendo trasformato gli inquinanti residui in alimento per gli impianti biologici di finissaggio. L impianto di wet oxidation realizzato da SIAD

3 ...al processo Aqua Critox di ossidazione supercritica Ora SIAD ha recentemente siglato un accordo per la commercializzazione del processo AQUA CRITOX, della Società irlandese SCFI, Super Critical Fluid International, da SIAD proposto in Italia, Austria ed in molti paesi dell Europa dell Est. Gli impianti, basati sulla tecnologia di ossidazione supercritica (SCWO) ad ossigeno puro, rispondono nel modo più efficace al problema dello smaltimento dei fanghi di supero, perché li demoliscono quantitativamente, analogamente all incenerimento, ma senza emissioni gassose e pericolose, non necessita di ulteriore trattamento dell acqua separata dall inerte. Feed water Waste water Tank High pressure pump 250 bar Steam boiler Economiser Steam 400 C Cooler Reactor 600 C Pressure reduction Gas fired heater Gas Vapouriser CO2O2N2 Gas/liquid separator Purewater Schema di fl usso semplifi cato della tecnologia SCWO processo Aqua Critox Per la completa distruzione della frazione organica contenuta nei fanghi biologici si sfruttano alcune proprietà fisiche dell acqua in condizioni supercritiche, quali la grande capacità di solubilizzare Oxygen composti organici, la quasi nulla solubilità di sali, le accelerate cinetiche di ossidazione dell ossigeno ben distribuito in una nebbia di reagenti. Il diagramma dell acqua e le condizioni supercritiche: T > 374 C e P > 22,1 MPa. La densità del fluido a queste condizioni è pari a circa 300 kg/m 3, con una viscosità pressoché uguale a quella dei gas. I coefficienti di diffusività sono invece in valori intermedi tra quelli propri dell acqua e dei gas. 221 Pressure (bar) Solid Liquid Gas Supercritical fluid Gas Liquido SCF Gas 374 Temperaure ( C) Densità (kg/m 3 ) x Viscosità (kg/m 3 ) Diffusità (m 2 /s) Le proprietà fi siche dell acqua in fase supercritica

4 Environmental I fluidi supercritici risultano essere un potente solvente per idrocarburi e molti composti organici (si veda diagramma sottoriportato). Solubility in Water versus Temperature Typical Inorganic Solubility Typical Hydrocarbon Solubility Fango in uscita, dopo fi ltrazione Temperature / C Che cosa è Aqua Critox? È una tecnologia che offre la distruzione del 100% della frazione organica dei fanghi di supero presenti nei reflui industriali: produce soltanto pochi residuali inerti; i residui inerti possono essere industrialmente riciclati; non si producono scorie tossiche o nocive; sono quasi nulle le emissioni gassose; è un processo chiuso e continuo ; è un processo esotermico; è un processo robusto ed affidabile; funziona stabilmente e senza manutenzione per circa ore/anno e non è un inceneritore. Particolare del reattore tubolare con coibentazione Come Agisce Aqua Critox? Cinetica di reazione e velocità: 5 60 secondi alle condizioni di: P= 27,5 MPa e T= oc. Complete conversioni dei composti organici ( %) in: CO 2, N 2, H 2 O, HC l, H 2 SO 4, H 3 PO 4 i solidi volatili sono completamente trasformati; i metalli pesanti ossidati al più elevato stato di ossidazione; gli inerti sono separati come solidi in uno slurry. Particolare della pompa volumetrica fanghi a diaframma

5 Aqua Critox e la distruzione dei fanghi nel rispetto per l ambiente Il processo Aqua Critox può essere applicato a fanghi freschi o digeriti, inoltre può generare energia elettrica da combustibili alternativi: le biomasse. Sewage Thickener Thermal Hydrolysis Steam/Hot water Electricity Generation On site use /Grid Co2/O2/N2 Sludge Storage Digester ACQUA CRITOX Gas / Liquid Separation Benefits - Complete destruction of organics - Cost effective - Reduces carbon footprint - No harmful bi-products - Best available technology O2 Re - use Centrifuge Recycle Vantaggi riduce l impatto ambientale; elimina i conferimenti in discarica ed in agricoltura; non è causa di odori e non produce sottoprodotti pericolosi o nocivi. è un processo più economico di incenerimento e discarica ; è più competitivo dell essiccamento termico e dello smaltimento fanghi in agricoltura. Particolare del reattore tubolare Il controllo automatico con sofi sticato software SCFI e SIAD propongono ai clienti soluzioni al problema fanghi, tecnicamente ed economicamente vincenti.

6 Aqua Critox e la depurazione dei Reflui Speciali Il processo Aqua Critox può essere applicato con vantaggio a tutti i reflui ad elevato carico organico biodegradabile o non biodegradabile, salini ed ammoniacali; è la soluzione per i reflui con COD refrattari compresi fra 30g/l e 200g/l; in caso di elevati COD (> 100 g/l) e per portate rilevanti (Q> 3 m 3 /h) è possibile produrre energia sotto forma di vapore sovrassaturo o energia elettrica; il refluo in uscita dall impianto presenta valori di COD pressochè nulli, sali disciolti e residui solidi separabili per filtrazione; il gas in uscita dal separatore gas liquido, è prevalentemente costituito da CO 2 N 2 ed O 2 residuo: è smaltito in atmosfera o possibilmente assorbito nelle vasche di depurazione acque finali. didascalia??????????? A chi si rivolge questa tecnica? le industrie chimico/farmaceutiche e petrolchimiche; le società di smaltimento conto terzi con piattaforme di trattamento reflui speciali/ospedalieri; il settore della produzione di carta e cartone per l ossidazione dei fanghi primari e produzione di vapore ed energia elettrica; le aziende alimentari per lo smaltimento di concentrati organici e/o brodi di fermentazione; l industria elettronica e aerospaziale. Fanghi di cartiera: deinking Paper Industry Paper + De-Ink Sludge Paper mill Steam/Hot water Electricity Generation Co2/O2/N2 Benefits - Recovers fillers - Recovers energy - Reduces costs - Eliminates land spreading - Best available technology - Odour free - No dioxins fomed O2 ACQUA CRITOX Recovered filler Gas / Liquid Separation Centrifuge Water for reuse in Mill Diagramma di fl usso dell impianto SCWO applicato al trattamento refl ui da cartiera

7 Environmental Aqua Reci e il recupero dei catalizzatori esausti Il processo AQUA RECI rappresenta una variante del processo Aqua Critox quando oltre alla distruzione dei fanghi si vogliono recuperare i materiali inorganici contenuti nei fanghi quali il fosforo e i coagulanti in genere. Lo sviluppo di detto processo è stato condotto dalla Chematur Engeneering in cooperazione con la Società Feralco e sfrutta la possibilità della tecnologia SCWO di gassificare rapidamente e completamente le sostanze organiche presenti nei fanghi e o reflui industriali. Una volta ottenuta la distruzione dei materiali carboniosi i residui inorganici sono facilmente separati per gravità, quindi filtrati. Steam Steam generator Pressure reduction CO2/O2/N2 Cooler Separator Boiler water Feed pump Sludge Economiser Heater Oxygen Treated sludge Thickener Clean water Feed tank High pressure pump Reactor Recycling process Coagulant phosphate Grinder pump Inert residue AQUA RECI: lo schema semplifi cato del processo di SCWO per il recupero dei catalizzatori (fosforo) Vista del laboratorio di Biologia e Chimica ambientale di SIAD

8 SIAD in Italia SIAD S.p.A. Sede e Direzione Generale Via San Bernardino, 92 I BERGAMO Tel Fax siad@siad.com Filiali di Aprilia (LT) I S. S. Pontina km 49,300 Tel Fax Avenza (MS) I Viale D. Zaccagna, 37 Tel Fax Bergamo I Via San Bernardino, 92 Tel Fax Borgosesia (VC) I Via Cesare Battisti, 80 Tel Brescia I Via Rose, 13 Tel Fax Cinisello Balsamo (MI) I Via dei Lavoratori, 117 Tel Fax Costa Volpino (BG) I Via Cesare Battisti, 20 Tel Fax Genova I Via G. Bruzzo, 4/M Tel Fax Lecco I Via Elettrochimica, 32 Tel Fax Macomer (NU) I Località Tossilo Tel Fax Mestre (VE) I Via Forte Marghera, 24 Tel Fax Ozzano (BO) I Via della Libertà, 17 Tel Fax Padova I Via Andorra, 13/15 (Fraz. Camin) Tel Fax Pavia I Via Giulietti, 425 Tel Fax Ponzano Veneto (TV) I Via Postumia, 64 Tel Fax Ravenna I Via della Battana, 21 Tel Fax Roma I Via Vitorchiano, 97/99 Tel Fax Rosta (TO) I Strada Antica di Alpignano, 30 Tel Fax S. Mauro Torinese (TO) I Str. Settimo, 342 Tel Fax Trieste I Strada al Monte d Oro, 1 Tel Fax Stabilimenti di produzione SIAD S.p.A. Osio Sopra (BG) I S.S. 525 del Brembo, 1 Tel Fax Carlino (UD) I Via T. Wasserman, 11 - Z.I. Aussa Corno Tel Fax Porto Torres (SS) I Zona Industriale RIVOIRA S.p.A. Novi Ligure (AL) I Strada Bosco Marengo, 1 Ravenna I Via Baiona, 107 Terni I Via Adda, 8 Verres (AO) I Via Glair, 30 CHEMGAS S.r.l. Brindisi I Via Enrico Fermi, 4 IGAT S.p.A. Pignataro Maggiore (CE) I S.S.Appia, km 192,2 C.G.T. s. cons. a r.l. Rodano (MI) I Via Milano, 4 SAMAC S.p.A. Montefiascone (VT) I S.S. Umbro Casentinese, km 5,600 Scarlino (GR) I Località Casone Società collegate ARROWELD ITALIA S.p.A. Via Monte Pasubio, I Zanè (VI) Tel Fax arroweld@arroweld.com ESA S.r.l. Via Fermi, 40 - I CURNO (BG) Tel Fax esa@esacombustion.it ITA S.r.l. Via Manzoni, 14 - I RANICA (BG) Tel Fax info@ita.bg.it ITALARGON S.r.l. Via San Bernardino, 92 - I Bergamo Tel Fax MEDIGAS ITALIA S.r.l. Via Edison, 6 - I ASSAGO (MI) Tel Fax medigas@medigas.it MAGALDI LIFE S.r.l. Via Case Rosse, 19/a - I SALERNO Tel Fax RS Servizi s. cons. a r.l. Via Castel Morrone, 30 - I Milano Tel Fax rsservizi@rsservizi.info SIAD Healthcare S.p.A. Via Edison, 6 - I ASSAGO (MI) Tel Fax info@siadhealthcare.com SIAD Macchine Impianti S.p.A. Via Canovine, 2/4 - I BERGAMO Tel Fax info@siadmi.com SIAD Servizi S.r.l. Via San Bernardino, 92 - I BERGAMO Tel Fax siadservizi@siadservizi.com Stabiagas ASA S.r.l. Via Napoli, 358 I Castellammare di Stabia (NA) Tel Fax TECNO PROJECT INDUSTRIALE S.r.l. Via Fermi, 40 - I CURNO (BG) Tel Fax tpi@tecnoproject.com Tecnoservizi Ambientali S.r.l. Via S. Bernardino, 92 - I Bergamo Tel Fax info@tasrl.com 2008 SIAD S.p.A. Diritti riservati I dati contenuti in questo catalogo sono puramente indicativi e non vincolano, in alcun modo e in nessuna forma SIAD S.p.A., che può modifi carli senza nessun preavviso. SIAD S.p.A. I Bergamo Via San Bernardino, 92 tecnologie@siad.com Stampato in Italia SAP PIT / Telefono: Fax: