Il processo di fitotrattamento applicato a fanghi derivanti dalla depurazione di acque reflue civili

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Iolanda Alfano
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1 Il processo di fitotrattamento applicato a fanghi derivanti dalla depurazione di acque reflue civili Dr. Grazia Masciandaro Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per lo Studio degli Ecosistemi

2 Fitostabilizzazione, fitodepurazione o fitotrattamento? Tecnologia naturale per il trattamento dei fanghi Disidratazione dei fanghi Riduzione dei volumi Chiusura del ciclo di depurazione all interno dell impianto Tecnologia sostenibile Compost di qualità Stabilizzazione della sostanza organica

3 Tecnologia esistente fin dagli anni sessanta Diffusa soprattutto nel Nord Europa (Paesi Scandinavi Germania) Negli ultimi 20 anni il processo di fitostabilizzazione è stato studiato con più attenzione dal punto di vista scientifico

Progettazione Esperienza italiana: ACQUE SpA e CNR 2004-2015 Riadattamento dei letti di essiccamento Sistemi non

4 Progettazione Esperienza italiana: ACQUE SpA e CNR Riadattamento dei letti di essiccamento Sistemi non automatizzati PATENT: Process for biostabilization and humification of biological sludge plant filtering beds WO2008/ (ACQUE Spa CNR)

5 Foto impianti italiani La Fontina ( ) ae Oratoio ( ) 5000 ae Pittini ( ) 5000 ae

6 Progettazione Esperienza danese : ORBICON Dal 1990 Vasche interrate costruite ad hoc Aerazione dello strato inferiore Sistema automatizzato di riempimento e svuotamento dei letti

7 Foto impianti danesi Kolding (1998) ae Helsinge (1996) ae Greve (1999) ae

8 Fasi operative 4. Svuotamento (1 mese) 5. Ripristino (circa 3 mesi) Fase di avviamento (1-2 anni) 3. Fase di riposo finale (1 anno) Fase operativa (diversi cicli di carico e riposo; circa 6-7 anni) Ciclo di circa 10 anni 2.

12 24 36 48 60 72 Biod mesi Non biod Fase operativa Mineralizzazione ed umificazione della sostanza organica Parziale sanitizzazione

9 Il processo di stabilizzazione Attività metabolica (mg INTF/kg dw h) Metalli biodisponibili e non (%) E. coli (MPN/g dw) mesi Fase di avviamento Mineralizzazione sostanza organica fresca Biod mesi Non biod Fase operativa Mineralizzazione ed umificazione della sostanza organica Parziale sanitizzazione 1,0E+06 1,0E+04 1,0E mesi Fase di riposo finale Umificazione Sanitizzazione Abbattimento contaminanti organici Bassa biodisponibilità metalli pesanti

Riduzione dei volumi di fango trattato Riduzione della

10 Obiettivi raggiunti Qualità dei fanghi trattati Miglioramento qualità della sostanza organica 95% Riduzione dei volumi di fango trattato Riduzione della contaminazione organica ed inorganica 40% Riduzione della carica patogena

Indicatore di qualità Parametro Valori raggiunti Assenza di agenti patogeni Riduzione di contaminanti inorganici ed organici Aumento della qualità della sostanza organica Ammendante compostato misto

11 Indicatore di qualità Parametro Valori raggiunti Assenza di agenti patogeni Riduzione di contaminanti inorganici ed organici Aumento della qualità della sostanza organica Ammendante compostato misto (D Lgs 75/2010) DGR EMR 285/2005 (Fanghi in agricoltura) E. coli < 1000 MPN/g dw < 1000 MPN/g dw - Salmonella Assente Assente - Metalli biodisponibili < 20% - - Metalli non biodisponibili > 40% - - PAH <2 mg/kg dw - < 6 mg/kg dw LAS < 5 mg/kg dw - < 2600 mg/kg dw NPE < 20 mg/kg dw - < 50 mg/kg dw DEHP < 5 mg/kg dw - <100 mg/kg dw TOC 25-30% > 20% - Azoto totale 3-4 % - - Indice di umificazione > Indice di germinazione > 80% < 60% -

12 Adattabilità a diversi climi Valutazione qualità del fango alla fine del ciclo operativo Helsinge (DK) 1 2 La Fontina (IT) Clima temperato freddo Sanitizzazione Basso livello di contaminazione Fango stabilizzato prevalententemente tramite mineralizzazione Clima mediterraneo Sanitizzazione Basso livello di contaminazione Fango stabilizzato prevalententemente tramite umificazione

13 ayer ayer ayer layer layer layer Tecnologia scalabile e adattabile a) b) c) b- Glucosidase (mg PNP kg ds-1 h-1) b-glucosidase (mg PNP kg ds-1 h-1) % % % % % % % TOC % % WSC % 9 b-gluc 13.1% WSC (mg C kg ds-1) % % % % % 14.2 % 14.7 % TOC % WSC b Gluc % WSC (mg C kg ds-1) b-glucosidase (mg PNP kg ds-1 h-1) % 8.48 % 7.99 % 14.6 % 15.1 % TOC % 17.1 % 8.27 % WSC 14.4 % b Gluc 18.2 % 16.7 % WSC (mg C kg ds-1) d) e) f) ae SAS/Anaerobic 0 SAS % 2.44 % ae % % Analisi dei 3 profili di 3 impianti diversi per valutare l efficacia 2.17 % del processo 3 di 1.92% % 4 4 stabilizzazione Firenze 20 ottobre 1.66 % % 1.69 % 5 Urease (mg NH4+ kg ds-1 h-1) SAS/Digested SAS 2.38 % % 4 Urease (mg NH4+ kg ds-1 h-1) TN % ae Urease (mg NH4+ kg ds-1 h-1) SAS 1.47 % % 2 5 TN %

14 Fanghi di potabilizzazione Solidi totali (%) a a b b a a C a a B B A Tecnologia efficace anche per altri tipi di fango c b b Solidi volatili (%); TOC (%C) B a A TS VS TOC 1. Fanghi potabilizzazione 2. Fanghi civili

15 Considerazioni ambientali Agricoltura Fitotrattamento Tecnologie tradizionali Emissioni CO 2 Medio Basso Alto Emissioni NO x Medio Basso Alto Emissioni SO Alto Odori Medio Basso Alto Trasporto Alto Basso Alto Gestione (rischio chimico, macchinari pericolosi..) Medio Basso Alto

16 Ricerca futura Fanghi agroindustriali e altri tipi Varie categorie di contaminanti organici (tra cui farmaci) Microplastiche

17 Conclusioni Chiusura del ciclo all interno dell impianto Adattabile a diversi climi e scalabile su dimensioni diverse Prodotto adatto ad essere riciclato in agricoltura come ammendante di qualità Basso impatto ambientale

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