Acque del Chiampo SpA Arzignano (VI) Committente: A cura di : Relatore : prof. Paolo Broglio 1

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1 Efficacia delle prove pilota relative ad un biofiltro utilizzante una massa filtrante colonizzata da specie batteriche selezionate* capaci di utilizzare il carbonio di idrocarburi e di un sistema fisico per solubilizzare inquinanti gassosi in acqua * fornitura e collaborazione di Ecobios Committente: Ecobios srl.. Roma Acque del Chiampo SpA Arzignano (VI) A cura di : Ecologia Applicata srl. Organizzazione Scientifica di Ricerca Ambientale convenzionata con l Università di Milano Relatore : prof. Paolo Broglio 1

2 BIOFILTRAZIONE COS E : la biofiltrazione è una tecnica in grado di sfruttare i processi di biodegradazione operati dai microrganismi per rimuovere i composti indesiderati dispersi nell ambiente. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: i biofiltri depurano l aria grazie allo sviluppo spontaneo di una popolazione microbica eterogenea sul materiale filtrante (biofilm attivo). L attività di tale biofilm dipende da: specie presenti (microrganismi adatti); tipo di materiale di riempimento; disponibilità di sostanze nutritive; umidità; ph; ossigeno disciolto; temperatura; assenza di sostanze tossiche. 2

3 BIOFILTRAZIONE COSA VIENE RIMOSSO: solfuri (in particolare Idrogeno Solforato), composti azotati, aldeidi, chetoni, alcoli, eteri e diversi solventi. Con l ausilio di particolari inoculi batterici è possibile abbattere selettivamente alcuni inquinanti ( es. idrocarburi ). COME FUNZIONA: il biofiltro per il trattamento degli inquinanti aerodispersi consiste in un letto di materiale biologicamente attivo, attraverso cui viene forzatamente ventilata l aria contaminata per un opportuno tempo. La degradazione aerobica degli inquinanti avviene nel biofilm ed i prodotti finali sono CO 2 e gas grezzi. 3

4 BIOFILTRAZIONE RIEMPIMENTO DEL FILTRO: diversi materiali (terreno, sabbia, compost, torba o corteccia d albero) e deve garantire: condizioni ambientali migliori per i microrganismi e una distribuzione delle particelle e dei pori tale da garantire ampie superfici di contatto e basse perdite di carico. PARAMETRI COSTRUTTIVI E GESTIONALI: Umidità: 2-6% in peso, a seconda del riempimento usato; Portata: in base al tempo di ritenzione ottimale per la rimozione dei contaminanti; Contenuto d ossigeno: almeno 1 parti di O 2 per ogni parte di gas ossidabile; Temperatura: 1 4 C; Perdite di carico: a seconda del materiale di riempimento utilizzato; Altezza del letto filtrante:,5 2,5 metri (la più frequente è di 1 metro). 4

5 BIOFILTRO Acque del Chiampo SpA 5

6 BIOFILTRO Acque del Chiampo SpA 6

7 RENDIMENTO BIOFILTRO Parametri considerati: COV (Composti Organici Volatili) Benzene Toluene Etilbenzene 1,2,4 Trimetilbenzene 2 Butanone Acetone 7

8 COV - Composti Organici Volatili 14 concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 8

9 Benzene concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 9

10 Toluene 16 concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 1

11 Etilbenzene 35 concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 11

12 1,2,4 - Trimetilbenzene concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 12

13 2 - Butanone concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 13

14 Acetone 14 concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA sett'11 22sett'11 3ott'11 1ott'11 17ott'11 24ott'11 31ott'11 14nov'11 7dic'11 tempo 14

15 Ultime analisi Biofiltro a confronto: ANALISI 7/12/211 concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA COV Benzene Toluene Etilbenzene 1,2,4- trimetilbenzene 2-butanone (MEK) Acetone parametri PARAMETRO COV Benzene Toluene Etilbenzene 1,2,4-trimetilbenzene 2-butanone (MEK) Acetone % ABBATTIMENTO 44,4 31,82 46,3 46,67 88,24 1, 54,55 15

16 BIOFLOTTAZIONE COS E : processo, relativamente recente, di ossidazione biologica delle sostanze biodegradabili che avviene sistemando in modo adeguato gli ossigenatori nel reattore. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: la nebulizzazione degli ossigenatori, che funzionano per cavitazione, permette di raggiungere un equilibrio dinamico tra: schiume, liquame in corso di flottazione e liquido chiarificato. L attività di depurazione avviene nella schiuma attiva : le sostanze organiche in soluzione vengono flottate come solidi sospesi. Il resto del reattore del reattore è destinato a trasportare continuamente nuova sostanza organica alla fase attiva, mediante una miscelazione spinta tra aria e liquame. 16

17 BIOFLOTTAZIONE: Impianto FOOT La grande capacità di solubilizzazione dell eiettore di qualsivoglia gas è alla base della proposta impiantistica denominata FOOT, nella quale si ipotizza di trattare sperimentalmente 5-1 Nmc/h di refluo gassoso inquinato verificando la sua capacitò di trasferire l inquinante gassoso in acqua 17

18 BIOFLOTTAZIONE: Impianto FOOT DATI DI PROGETTO: flusso gassoso proveniente dalla discarica con portata di 5-1 Nmc/h; impianto costruito in PVC atossico; refluo gassoso inquinato alimentato dall alto del sistema e assorbito, per cavitazione, dall eiettore fino ad essere miscelato col flusso acquoso spinto ad alta pressione nella camera di contatto; il liquido viene continuamente ricircolato senza uscite ne rabbocchi da una pompa (7-8 bar) al fine di creare la nebulizzazione ; il sistema lavora a circuito chiuso e non scarica nulla. 18

19 RENDIMENTO BIOFLOTTAZIONE Parametri considerati: COV ( COV (Composti Organici Volatili) Benzene Toluene Etilbenzene m,p xilene o xilene Stirene 1,2,4 Trimetilbenzene Naftalene 2 Esanone n Esano 2 Butanone 4 Metil 2 Pentanone Acetone Acetonitrile 19

20 ANALISI FOOT 1/11/ INGRESSO concentrazione (mg/nmc) COV Benzene Toluene 9 Etilbenzene m,p-xilene o-xilene Stirene 1,2,4- trimetilbenzene Naftalene 2-esanone n-esano 2-butanone USCITA 4-metil-2- pentanone Acetone Acetonitrile 6 parametri 2

21 21 ANALISI FOOT 7/12/ COV Benzene Toluene Etilbenzene m,p-xilene o-xilene Stirene 1,2,4- trimetilbenzene Naftalene 2-esanone n-esano 2-butanone 4-metil-2- pentanone Acetone Acetonitrile parametri concentrazione (mg/nmc) INGRESSO USCITA

22 Analisi Bioflottazione a confronto: % ABBATTIMENTO PARAMETRO COV Benzene Toluene Etilbenzene m,p-xilene o-xilene Stirene 1,2,4-trimetilbenzene Naftalene 2-esanone n-esano 2-butanone 4-metil-2-pentanone Acetone Acetonitrile 1 novembre ,65 18,52 24,49 25, 28,57 33,33 5,, 4, 5, 1, 52,63 16,67 7 dicembre 211 2,75 18,52 2, 11,11 33,33 4, 29,41 1, 36,36, 22

23 CONCLUSIONI: Appare evidente che il biofiltro inoculato riesca ad avere performance molto significative in particolar modo verso alcune specie chimiche insolubili in acqua, a forte impatto odorifero appartenenti principalmente alla famiglia degli idrocarburi e dei chetoni. Il rendimento di un biofiltro tende ad aumentare con il passare del tempo e usualmente raggiunge il climax di equilibrio entro sei mesi. Il fattore sensibile è, in questo caso, la temperatura che tende a diminuire mano a mano che ci addentriamo nell inverno 211/212. Il biofiltro ha comunque raggiunto il suo massimo rendimento durante l ultima lettura effettuata il 7 dicembre 211. Per quanto riguarda il FOOT ( abbattimento fisico ) i risultati raggiunti sono da considerarsi interessantissime se teniamo conto che senza chemicals di nessun genere si ottengono comunque abbattimenti ( max ) del 2/3% a carico degli idrocarburi con punte del 5 % per specie chimiche più solubili. 23

24 CONCLUSIONI Si vorrebbe anche sottolineare come gli inquinanti organici complessivi ( COV ) provenienti dalla discarica siano molto scesi nel flusso in ingresso ai piloti sia in quantità che in qualità. Da circa 15 mg/mc siamo arrivati nelle ultime misurazioni a circa 5 mg/mc con punte inferiori di circa 3 mg/mc. Il rendimento complessivo degli impianti appare quindi sottostimato e suscettibile di ampi margini di miglioramento. 24

25 Grazie della cortese attenzione e della fiducia accordata! 25