IMPIANTI BIOGAS E DEPURAZIONE

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1 IMPIANTI BIOGAS E DEPURAZIONE Viene utilizzata tecnologia New Generation con Know How esclusivo. L impianto si identifica nelle seguenti fasi: a) Impianto di depurazione finalizzato allo scarico in acque superficiali della fase liquida b) Impianto per la digestione anaerobica dei fanghi con sistema plug plow finalizzato alla produzione di biogas e alla stabilizzazione degli stessi c) Impianto di cogenerazione finalizzato alla produzione di energia elettrica e termica mediante un gruppo di cogenerazione d) Impianto di disidratazione dei fanghi stabilizzati, finalizzato alla riduzione del volume da smaltire, mediante estrattore centrifugo. Finalità del processo - Depurazione del liquame conforme al Dlgs n. 152/2006 Tab. 3 - Abbattimento dell azoto e degli altri inquinanti contenuti nella frazione liquida - Scarico in acque superficiali dell acqua depurata, o utilizzo per lavaggi stalle o irrigazione - Digestione anaerobica dei fanghi con sistema Plug Flow con produzione di biogas - Cogenerazione di energia elettrica e termica al fine di rendere autogestito il depuratore e vendita di energia elettrica al GSE - Digestato risultante stabilizzato e ottimo fertilizzante L innovazione e l originalità del processo sta nell associare un impianto di depurazione che abbatte tutti gli inquinanti contenuti nei liquami, con un impianto di biogas che attraverso la cogenerazione produce elevate quantità di energia elettrica e termica (acqua calda). VANTAGGI DELL IMPIANTO Permette di risolvere in modo semplice e permanente la complessa e onerosa gestione dei reflui Permette di essere in regola con la vigente normativa Direttiva Nitrati Permette di avere un ambiente privo di inquinanti come: dannose infiltrazioni nelle falde acquifere di Nitrati provenienti dallo spandimento su suolo agricolo di liquami non depurati, dannose emissioni in atmosfera di potenti gas climalteranti (metano) provenienti da fermentazioni dei reflui in entrata e in stoccaggio. Evita l eutrofizzazione dell Adriatico con grave danno per il turismo. L alta tecnologia applicata con semplicità di processo assicura elevato rendimento depurativo e affidabilità assoluta come accertano i controlli dell ARPA. Assicura elevata produzione di Energia Elettrica e Termica. Gestione e manutenzione semplici e poco costose con tempi di lavoro ridotti permettono un ammortamento assai breve. L impianto molto compatto occupa una superficie inferiore ai normali impianti biologici ( mq )

2 FLOTTAZIONE Equalizzazione e bilanciamento fase necessaria per ottenere un liquame con caratteristiche pressoché costanti nella concentrazione e per il contenimento delle punte di massima portata Flottazione La Flottazione è la fase principale ed essenziale che sostiene tutto il nostro processo. In questa fase il liquame viene, istantaneamente, separato in una frazione fangosa (10%) ed una liquida (90%). La frazione fangosa viene avviata al Digestore mentre quella liquida al Depuratore (Fig. 5). In questa fase il liquame subisce i seguenti abbattimenti: Carbonio Organico (60-70%) Fosfati (80-90%) Me pesanti Cu-Zn (80-90%) DIGESTIONE I fanghi (Fig. 1) provenienti dalla flottazione ridotti come suddetto al 10% della massa iniziale e con il solo 30% di azoto, vengono immessi in un digestore per produrre biogas. DIGESTORE (Fig. 2) Ha forma rettangolare e utilizza il sistema a spinta continua (Plug Flow) quindi, per la movimentazione delle masse interne, non ci sono organi meccanici che consumano elettricità, si possono guastare e abbisognano di manutenzione periodica. Ha dimensioni edili molto ridotte proprio perché riceve solo il 10% dei reflui. I batteri anaerobici, ricevendo solo liquami, si selezionano in modo costante e specifico per cui ottimizzano la produzione di biogas che avrà il 70% di metano, di conseguenza si riduce l Idrogeno Solforato (H2S) e pertanto si avrà una minor usura del Cogeneratore. Digestato (Fig. 4) E il prodotto della digestione anaerobica che stabilizzato diventa un ottimo ammendante-fertilizzante da portare al campo nel momento in cui si ritiene sia più utile agronomicamente. Essendo totalmente depurato non ha obblighi di divieto temporali di smaltimento di 4/6 mesi (bovini-suini da novembre a marzo) e quindi non deve essere stoccato in cisterne costose e voluminose, ma bensì in semplici platee. Contenente solo il 30% di azoto, permette di rientrare nei limiti di legge di kg 170 per ettaro, quindi supera il difficile rapporto numero animali/ettari condotti annullando il rischio di ridurre il numero degli animali allevati e la difficile ricerca di terreni in affitto. Essendo ridotto al 10% della massa iniziale, di conseguenza si riducono i costi di smaltimento.

3 VANTAGGI DIGESTIONE DIGESTORE Il digestore ha forma rettangolare e utilizza il sistema a spinta continua (Plug Flow) quindi per la movimentazione delle masse interne, non ci sono organi meccanici che consumano elettricità, si possono guastare e abbisognano di manutenzione periodica. Ricevendo solo la parte solida carboniosa avrà un dimensionamento molto ridotto con minor ingombro e di conseguenza minor costo del manufatto. Si avrà pertanto: - Selezione di batteri anaerobici specifici per tali molecole - Biogas con quantità molto maggiori di metano CH4 (65-70%) con minor quantità di idrogeno solforato (H2S) e quindi minor usura degli organi meccanici del Cogeneratore Digestato Questo processo è l unico che consegna un solo prodotto (digestato) da gestire le cui caratteristiche sono Ettari Azoto rimosso del 70% (ridotto al 30% nel digestato) consente di rientrare facilmente nel limite dei kg 170 di N x Ha così imposto dalla Direttiva Nitrati per cui non occorre ridurre drasticamente il numero degli animali allevati o ricercare suoli sempre più introvabili e costosi per sopperire agli ettari mancanti. Spandimento Volume ridotto al 10% della massa iniziale in entrata quindi quantità proporzionalmente ridotta da portare al campo con minor costo di spandimento e minor compattamento del terreno. Essendo completamente depurato non ha più vincoli temporali di spandimento (novembre-marzo) e può essere agevolmente accumulato in semplici platee. Stoccaggio Non si rende più obbligatoria la costruzione di voluminose e costose vasche di stoccaggio. COGENERAZIONE (Fig. 3) Attraverso il Cogeneratore si ottiene Energia Elettrica che viene utilizzata per le apparecchiature elettriche e venduta al GSE ed Energia Termica che viene utilizzata per il riscaldamento del Digestore e di tutti gli ambienti aziendali. GASOMETRO Il gasometro è applicato direttamente sul digestore ed è una cupola formata da 3 membrane in poliestere spalmate di PVC. Ciò evita la costruzione di un gasometro a parte. Risulta facilmente rimovibile E quindi di facile manutenzione. Non vi è necessità di installare ulteriori compressori perché il gas viene mantenuto alla pressione di esercizio. DISIDRATAZIONE Il digestato proveniente dalla digestione contiene il 5% di sostanza secca e il 95% di acqua per cui è pompabile.

4 Per ridurre ulteriormente il volume e renderlo palabile, lo si sottopone a decantazione veloce a mezzo di centrifuga orizzontale. DEPURAZIONE Nitrificazione e Denitrificazione Qui si realizza la rimozione della sostanza organica BOD. (Fig. 6) - La Nitrificazione dell ammoniaca scomposta a Nitrati in presenza di ossigeno (Fig. 7) - La Denitrificazione da Nitrati in Azoto molecolare in atmosfera in assenza di ossigeno Si ha una riduzione, così, di oltre il 70% dell azoto totale, mentre il rimanente 30%, concentrato nei fanghi di flottazione, andrà in digestione. Sedimentazione Fase necessaria per ottenere la separazione dell acqua depurata dai funghi attivi. (Fig. 8) - Desfosfatazione e chiarificazione finale Fase necessaria per rimuovere i fosfati residui e per ridurre ulteriormente il COD e scarico in acque superficiali. VANTAGGI DEPURAZIONE FLOTTAZIONE Ci preme evidenziare che la Flottazione è la fase principale ed essenziale che sostiene tutto il nostro processo. In questa fase il liquame viene, istantaneamente, separato in una frazione fangosa (10%) ed una liquida (90%). La frazione fangosa viene avviata al Digestore mentre quella liquida al Depuratore. I vantaggi di questa separazione sono importanti e fondamentali. DEPURAZIONE Dalla Flottazione arriva la parte liquida contenente tutti gli inquinanti (N-P-COD-BOD-Me Pesanti- Farmaci ecc.) In questa fase, contenuti nel liquame, vengono ridotti; Carbonio organico (60-70%), Fosfati (80-90%), Metalli rame e zinco(80-90%) e il COD. Si procede, inoltre, alla eliminazione del restante 70% di N (altro 30% è lasciato volutamente nel digestato) mediante: - Nitrificazione: Ammoniaca scomposta a Nitrati in presenza di ossigeno - Denitrificazione: Nitrati in Azoto molecolare in atmosfera in assenza di ossigeno

5 nelle fasi successive si ha la eliminazione di tutti gli altri inquinanti in esubero tanto da poter scaricare in acque superficiali, rispettando i parametri indicati dalla Dlgs 152 Tab 3 obbligatoria in Italia con Dlgs 152/2006 Quindi si elimina tutta la parte liquida (90%) che altrimenti deve essere stoccata. I controlli effettuati dall ARPA hanno sempre riscontrato il rispetto di tali parametri. CONCLUSIONI Il descritto processo Digestione/ Depurazione permette all allevatore - di essere in regola con le normative vigenti - integrare il proprio reddito in maniera soddisfacente - etichettare il proprio allevamento sano ed ecologico - superare in modo completo tutti i disaggi creati dall applicazione della Direttiva Nitrati Si otterrà: Stoccaggio: la sua eliminazione completa in quanto la voluminosa parte liquida, depurata, è scaricata in acque superficiali Smaltimento: costo ridotto al 10% in quanto il Digestato da portare al campo è il 10% della massa dei reflui in ingresso Ettari: avendo rimosso il 70% dell Azoto totale si rientra facilmente nei Kg 170 di N x Ha imposti dalla Direttiva Nitrati Quindi non si è costretti a una drastica diminuzione degli animali allevati o alla ricerca di improbabili e sempre più costosi ettari mancanti L allevatore non avendo più limitazioni di sorta, può programmare, a proprio giudizio, l attività di imprenditore INCENTIVI L impianto consente di ottenere gli incentivi massimi previsti dal D.M. 6 Luglio 2012 Decreto sulla Produzione di energia elettrica da Fonti Rinnovabili. Per le aziende agricole che utilizzano sottoprodotti aziendali sotto i 100 kw l accesso agli incentivi è diretto, mentre per gli impianti di cui sopra i 100 kw e fino a 5000 kw l accesso avviene tramite Registro, per cui per poter ottenere gli incentivi i nuovi impianti oltre i 100 kw dovranno preventivamente iscriversi al registro del GSE, presentando i principali elaborati tecnici a cui fa riferimento l autorizzazione alla costruzione. Degli impianti iscritti, verrà fatta una graduatoria secondo le priorità previste dal decreto, considerando però che il primo criterio di preferenza è quello relativo agli impianti di proprietà di aziende agricole, singole o associate, con potenza non superiore a 600 kw. Ai soli fini dell iscrizione ai Registri, per gli impianti dotati di titolo concessorio o di giudizio positivo di compatibilità ambientale, il progetto autorizzato è costituito dai principali elaborati tecnici a cui fa riferimento rispettivamente il titolo concessorio o il giudizio di compatibilità ambientale.

6 Tali elaborati dovranno essere integrati, con lo schema di processo, il bilancio di massa e di energia, l elenco dei combustibili autorizzati con indicazione degli eventuali limiti di utilizzo, il calcolo dei consumi previsti e delle modalità di approvvigionamento per ciascuna tipologia di biomassa/sottoprodotto utilizzata. In genere l impianto proposto da Ecobiodepur risponde alle caratteristiche della maggior parte delle aziende agricole italiane, che per la massa di bestiame allevato non superano mai, salvo rare eccezioni, la potenza elettrica di 300 kw. Gli incentivi per gli impianti a biogas hanno una durata di 20 anni. Per gli impianti a biogas di potenza nominale fino a 1 mw il GSE provvede al ritiro dell energia elettrica immessa in rete erogando, sulla produzione netta immessa in rete, una tariffa incentivante omnicomprensiva (To) determinata secondo la seguente formula: To = Tb + Pr TARIFFE Secondo D.M. del 6 Luglio 2012 Tipologia di alimentazione dell impianto Potenza Tariffa Sottoprodotti di origine biologica di cui Alla Tab. 1-A del D.M. fino a kwh 300 0,236 x kwh Bonus cogenerazione Alto Rendimento (CAR) 0,010 Bonus rimozione azoto oltre 60% 0,030 TOTALE INCENTIVO Max percepibile 0,276

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9 FLOTTAZIONE Fase di coagulazione e flocculazione Fig. 1 - Flottazione,parte solida avviata a digestore Fig. 2 - Digestore Plug-flow Fig. 3 - Impianto di cogenerazione ad alto rendimento Fig. 4 - Platea di stoccaggio Fig. 5 - Flottazione,parte liquida inviata alla depurazione Fig. 6 - Depurazione - Fase di nitrificazione Fig. 7 - Depurazione - Fase di denitrificazione Fig. 8 - Scarico in acque superficiali

10 SCHEMA DI PROCESSO LIQUAME FRESCO COMPLETO LE PORTATE SONO IN m3/d ARRIVO LIQUAME BRUTO STOCCAGGIO FANGHI SOLLEVAMENTO fango disidratato cruschello 30% SS SEPARAZIONE MECCANICA DISIDRATAZIONE chiarificato EQUALIZZAZIONE f. supero fanghi primari 10% SS fanghi digeriti FLOTTAZIONE DIGESTIONE ANAEROBICA ricircolo DENITRIFICAZIONE biogas ricircolo OSSIDAZIONE COGENERAZIONE ricircolo ricircolo NITRIFICAZIONE energia elttrica acqua calda f. attivi SEDIMENTAZIONE 2642 Kwh supero DEFOSFATAZIONE SEDIMENTAZIONE FINALE SCARICO ACQUA DEPURATA