CO-ordinated Approach for Sediment Treatment and BEneficial reuse in Small harbours networks

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1 Il progetto Life+ COAST-BEST CO-ordinated Approach for Sediment Treatment and BEneficial reuse in Small harbours networks S. Dastoli, E. Romano G. De Gioannis, M. Morelli, A. Muntoni, R. Peretti, A. Polettini, R. Pomi, E. Romano, A. Serci, B. Villani, A. Zucca Livorno, 14 aprile 2015

2 Partecipanti al progetto IL PROGETTO Durata del progetto: 1/1/ /07/2013 Budget: (48,7% finanziamento CE) Co-finanziatore: Regione Emilia Romagna

3 OBIETTIVI Gestione integrata di sedimenti di dragaggio provenienti da piccoli porti della regione Emilia- Romagna Separazione del sedimento in una o più frazioni granulometriche «pulite» e valorizzate mediante processo di ridotta complessità tecnologica, Recupero della frazione sabbiosa (-2mm +63mm) Frazione fine (< 63mm): < 10% in peso Obiettivi di qualità: concentrazioni di contaminanti idonee al ripascimento caratteristiche estetiche idonee al ripascimento

4 ARTICOLAZIONE DELLE ATTIVITA Acquisizione informazioni disponibili circa le caratteristiche qualiquantitative dei sedimenti da dragare nei porti selezionati Definizione della strategia di indagine ed esecuzione delle attività di campionamento in aree d interesse Esecuzione di un indagine a scala di laboratorio per individuare lo schema più appropriato di separazione/trattamento dei sedimenti dragati Esecuzione di una campagna a scala pilota per la valorizzazione di singole frazioni dei sedimenti

5 CARATTERISTICHE DEI PICCOLI PORTI Per consentire lo sviluppo delle diverse tematiche previste dal progetto sono stati individuati i seguenti porti di interesse: Porto Garibaldi, Cervia, Cesenatico, Bellaria-Igea Marina Porti regionali e/o comunali utilizzati prevalentemente per diporto e/o pesca Porti-canale inseriti lungo un litorale basso e sabbioso e soggetti a periodico interrimento Aree che necessitano di dragaggio di manutenzione Area di confluenza di scarichi urbani e derivanti da attività antropiche

6 INDAGINI GRANULOMETRICHE (contenuto di sabbia, %) 0 50 cm cm 0 50 cm Porto Garibaldi Cervia 0 50 cm Cesenatico Bellaria-Igea-Marina

7 INDAGINI CHIMICHE (composti organici) 0 50 cm cm 0 50 cm 0 50 cm Porto Garibaldi - DDT (µg/kg) Cervia β HCH (µg/kg) TBT (µg/kg) 0 50 cm cm 0 50 cm cm Cesenatico IPA (µg/kg) Bellaria-Igea-Marina β HCH (µg/kg)

8 0 50 cm cm INDAGINI CHIMICHE (metalli) 0 50 cm 0 50 cm Porto Garibaldi - Zn (mg/kg) Zn (mg/kg) Cervia Cu (mg/kg) 0 50 cm cm 0 50 cm cm Cesenatico Zn (mg/kg) Bellaria-Igea-Marina Cd (mg/kg)

9 Bellaria-Igea-Marina Cesenatico Cervia Porto Garibaldi INDAGINI CHIMICHE (organostannici) campione ng TBT g-1 s.s. TBT ng Sn g-1 s.s. ng DBT g-1 s.s. DBT ng Sn g-1 s.s. ng MBT g-1 s.s. MBT ng Sn g-1 s.s. POGAR <4 <2 <8 <4 <6 <4 CV CV CV CV CV CV <8 <4 <6 <4 CV <6 <4 CS CS CS CS CS CS BL 17 <4 <2 <8 <4 <6 <4 BL 19 <4 <2 <8 <4 <6 <4 BL <8 <4 <6 <4 BL <8 <4 <6 <4 BL 24 <4 <2 <8 <4 <6 <4 BL 26 <4 <2 <8 <4 <6 <4 Risultati variabili nei diversi porti con presenza elevata di TBT, DBT e MBT nella parte centrale del porto di Cervia, moderata nel porto di Cesenatico e prossima al limite di quantificazione (per il solo TBT) nel porto canale di Bellaria-Igea Marina

10 Bellaria-Igea-Marina Cesenatico Cervia Porto Garibaldi Streptococchi fecali Coliformi totali INDAGINI MICROBIOLOGICHE Escherichia coli Salmonella spp Stafilococchi spp Spore di clostridi solfito riduttori Muffe Lieviti UFC/g s.s. UFC/g s.s. UFC/g s.s. in 50 g s.s. UFC/g s.s. UFC/g s.s. UFC/g s.s. UFC/g s.s. POGAR < 10 4,5 x10^1 < 10 assente 4,5 x10^1 2,6 x10^2 10, x10^2 < 10 CV05 9,0 x10^1 1,1 x10^3 < 10 assente 9,0 x10^1 9,7 x10^3 6,6 x10^2 < 10 CV06 9,7 x10^1 9,7 x10^1 4,8 x10^1 assente 1,2 x10^2 3,0 x10^3 2,7 x10^2 < 10 CV09 9,4 x10^2 1,4 x10^2 9,1 x10^1 assente 5, x10^2 1,3 x10^3 2,5 x10^2 < 10 CV12 1,5 x10^2 < 10 < 10 assente 3,2 x10^2 6,1 x10^3 1,3 x10^3 < 10 CV14 6,6 x10^1 4,4 x10^1 2,2 x10^1 assente 6,6 x10^1 6,5 x10^2 4,8 x10^2 < 10 CV16 1,1 x10^2 4,7 x10^1 < 10 assente 3,2 x10^2 5,1 x10^2 1,7 x10^2 < 10 Inquinamento tipico di scarichi civili nei porti di Cervia, Cesenatico, Bellaria- Igea Marina CV18 3,1 x10^2 < 10 < 10 assente 3,6 x10^2 3,1 x10^2 1,4 x10^3 < 10 CS36 1,4 x10^2 3,3 x10^2 < 10 assenti 1,5 x10^3 2, x10^3 5,2 x10^2 < 10 CS08 8,1 x10^1 2,1 x10^3 2,0 x10^1 assenti 2, x10^2 2,3 x10^3 6,7 x10^2 < 10 CS11 2, x10^2 2,9 x10^3 2,4 x10^2 assenti 1,4 x10^3 2,4 x10^3 1,9 x10^3 < 10 CS38 7,5 x10^1 5, x10^2 < 10 assenti 6, x10^2 1,1 x10^3 < 10 < 10 BL24 3,8 x10^2 3,3 x10^3 1,8 x10^2 assenti 3,3 x10^2 1,8 x10^2 1,3 x10^3 3,3 x10^2 BL26 2, x10^3 < 10 < 10 assenti 5,9 x10^1 3,5 x10^1 2,6 x10^2 < 10 BL19 7,2 x10^2 9, x10^2 5,2 x10^2 assenti 1,9 x10^2 8,8 x10^2 4, x10^3 < 10 BL21 8,2 x10^1 5,2 x10^2 < 10 assenti 2,9 x10^2 2,8 x10^3 3,4 x10^3 < 10 BL17 4,6 x10^2 1,2 x10^3 < 10 assenti 1,7 x10^2 4,3 x10^3 4,4 x10^3 < 10 BL22 5,0 x10^1 2,1 x10^3 8,3 x10^1 assenti 9,7 x10^2 1,4 x10^4 2,9 x10^3 < 10 Assenza di microorganismi patogeni (Salmonella) in tutti i porti

11 TRATTAMENTO IN SCALA DI LABORATORIO La selezione del tipo e della sequenza delle unità di separazione per la sperimentazione a scala di laboratorio ha tenuto conto di: 1. Variabilità del contenuto in sabbia tra i diversi porti, lungo l asta e la profondità d indagine 2. Variabilità del contenuto di contaminanti nelle singole frazioni granulometriche 3. Variabilità del contenuto di contaminanti nelle sottoclassi di ciascuna frazione granulometrica 4. Potenzialità di migliorare le caratteristiche estetiche delle sabbie recuperate 5. Possibilità di separazione delle frazioni fini «pulite» 6. Assenza di unità di trattamento chimico

12 SCELTA DI TIPO E SEQUENZA UNITA DI SEPARAZIONE Unità di trattamento selezionate per la sperimentazione a scala di laboratorio: 1. Vagliatura grossolona 2. Vagliatura fine 3. Separatore a coclea 4. Idrociclone (mod. Mozley, operante a pressione operativa di 2.5 bar e con ricircolo dell underflow)

13 CARATTERIZZAZIONE A SCALA DI LABORATORIO (metalli) Parametro Por. Gar. Cervia Ces. 1 Ces. 2 Ces. 3 Bell. 1 Bell. 2 Bell. 3 Tipologia sedimento (Shepard) Sabbia Sabbia Limo sabbioso Limo sabbioso Sabbia Limo argilloso Limo argilloso Sabbia Zn (mg/kg) Ni (mg/kg) Cd (mg/kg) n.a. n.a n.a Pb (mg/kg) Cr (mg/kg) As (mg/kg) Cu (mg/kg) n.a n.a. n.a n.a. n.a V (mg/kg) n.a n.a. n.a n.a. n.a Hg (mg/kg) n.a. n.a n.a. n.a. 8.3

14 CARATTERIZZAZIONE A SCALA DI LABORATORIO (composti organici) Parametro Por. Gar. Cervia Ces. 1 Ces. 2 Ces. 3 Bell. 1 Bell. 2 Bell. 3 Benzoantracene (mg/kg) Benzo(a)pirene (mg/kg) Benzo(b)fluorantene (mg/kg) Benzo(k)fluorantene (mg/kg) Benzo(g, h, i)perilene (mg/kg) Crisene (mg/kg) Dibenzo(a,h)antracene (mg/kg) n.r. Indeno(1,2,3,c,d)pirene (mg/kg) Pirene (mg/kg) IPA totali (mg/kg) PCB totali (mg/kg) Idrocarburi C > 12 (mg/kg) TBT (µg/kg)

15 RISULTATI I sedimenti provenienti da Porto Garibaldi, Cervia e Bellaria-Igea Marina potrebbero essere utilizzati tal quale per ripascimento perché con : concentrazioni di inquinanti prossimi ai limiti di legge; contenuto di frazione fine (<63 mm) inferiore al 10 % Tuttavia, il trattamento migliora le caratteristiche estetiche ed ambientali: separando la frazione grossolana, riduce ulteriormente il contenuto di inquinanti organici e inorganici, nonché di sostanza organica naturale e conchiglie; separando la frazione fine, riduce ulteriormente il contenuto di Zn (Porto Garibaldi), V e Idrocarburi (Cervia), Zn e V (Bellaria-Igea Marina)

16 RISULTATI Il sedimento proveniente dal porto di Cesenatico non può invece essere utilizzato tal quale per ripascimento in quanto: pur avendo un contenuto di fini inferiore, di poco, al 10 %; ha un contenuto di Idrocarburi e As superiore ai limiti di legge. Il trattamento proposto: separa le frazioni grossolane, riducendo così il contenuto di sostanza organica naturale e conchiglie ma, soprattutto, As e Idrocarburi; tratta la sabbia per ridurre il contenuto di Idrocarburi separa le frazioni fini presenti in quantità apprezzabili.

17 IMPIANTO PILOTA

18 IMPIANTO PILOTA SCHEMA DI PROCESSO Vaglio vibrante ( t = 4 mm) Primo idrociclone Cella di attrizione Classificatore a coclea ( t = 0.4 mm) Secondo idrociclone ( t = 63 mm) P Pompe P P Nel caso dei sedimenti di Porto Garibaldi e Cervia il sottovaglio è stato inviato direttamente al secondo ciclone dove si è proceduto alla classificazione ottenendo un prodotto under e over.

19 100 % < 2 mm 93.7 % PORTO GARIBALDI Alimentazione: kg/h; > 63 mm 91.1 % (sabbie) > 2 mm 6.3 % < 63 mm 2.6 % L/S = 2.1. Il materiale recuperato pari al 91.05% della massa totale, contiene il 94.40% di sabbia e un contenuto trascurabile di limo e argilla (rispettivamente 3,80% e 1,80%). La sabbia ottenuta può essere utilizzata in un intervento di ripascimento poiché sono state ridotte le concentrazioni di Zn e V che superavano di poco i limiti legislativi

20 100 % CERVIA Alimentazione: 3060 kg/h; L/S = 7.9. < 2 mm 95.5 % > 63 mm 91.9 % (sabbie) > 2 mm 4.5 % < 63 mm 3.1 % Possibilità di recuperare circa il 90 % della massa totale. In termini di dimensioni delle particelle, il materiale recuperato contiene il 92.31% di materiale classificabile come sabbia e meno del 10% di materiale fine (5,87% di limo e 1,81% di argilla). I valori di concentrazione dei contaminati sono al di sotto dei limiti legislativi. Migliora la qualità della sabbia riducendo la concentrazione di fini e valorizzando le caratteristiche estetiche.

21 100 % > 2 mm 100 % 11.1 % < 2 mm 88.9 % CESENATICO 44.5 % Alimentazione: kg/h; L/S = 3.6. Materiale recuperato pari a circa l 80% della massa totale sedimenti anche se solo con il 58.67% di sabbia e la presenza di materiale fine è notevole (34.65% di limo e 6,43% di argilla). Concentrazione di As è leggermente sopra i limiti. 63 mm < < 0.4 mm (sabbie fini) 78.8 % < 063 mm 8.8 % < 0.4 mm 43.1 % 0.4 < < 2 mm (sabbie grossolane) 1.3 %

22 100 % < 2 mm 98.3 % BELLARIA-IGEA-MARINA > 2 mm 1.7 % Alimentazione: kg/h; L/S = 3.7. Nonostante il contenuto di sabbia rilevante (> 88%) il recupero del materiale non è molto soddisfacente approssimativamente pari al 50%. 9.1 % 63 mm< < 0.4 mm < 0.4 mm (sabbie fini) 66.5 % 27.1 % 0.4 < < 2 mm < 63 mm 48.5 % (sabbie grossolane) 22.7 %

23 CONCLUSIONI Le caratteristiche qualitative dei sedimenti variano in funzione del punto e della profondità di prelievo I livelli di contaminazione riscontrati per tutti i campioni oggetto dell indagine sono ridotti Contaminazione non associata unicamente alla frazione fine Possibilità di isolare una o più frazioni «pulite» da destinare a valorizzazione Rese di recupero sono dipendenti dalle caratteristiche del materiale originario e dagli standard qualitativi richiesti Modificando i flussi di torbida e la sequenza delle macchine è possibile adeguare l impianto alle caratteristiche dei materiali e agli obiettivi da raggiungere

24 Grazie per l attenzione! Per ulteriori dettagli sui risultati del progetto: