La potenzialità della valorizzazione della frazione organica dei rifiuti

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2 La potenzialità della valorizzazione della frazione organica dei rifiuti Ing. Marco Sordi Direttore Operativo ASMia S.r.l., società del gruppo A.S.Mortara S.p.A. Lunedì 11 Febbraio 2019 ore 15:00 CHATEUFORUM Cascina Erbatici a Mezzana Bigli (PV)

3 Indice della Presentazione 1 Presentazione del gruppo A.S.Mortara S.p.A. 2 Descrizione della tecnologia BIORIME TAMR 3 Adesione del gruppo A.S.Mortara S.p.A. al progetto BUGSFARM 4 Studio della fattibilità di adesione 3

4 1 - Presentazione della società Azienda Servizi Mortara S.p.A. Azienda Servizi Mortara S.p.A. è una società a capitale interamente pubblico attiva nei servizi ambientali (C.L.IR. S.p.A), nel trattamento dei rifiuti liquidi (ASMia S.r.l.), nei servizi energetici (LD Reti S.r.l.) e nel ciclo idrico integrato (ASMare S.r.l.) a mezzo di società di scopo. 4

5 1 - Presentazione della partecipata C.L.I.R. S.p.A. Il 25 Marzo del 1975 nacque il CONSORZIO LOMELLINO INCENERIMENTO RIFIUTI denominato C.L.I.R., composto da 42 Comuni presenti appunto sul territorio Lomellino, per una popolazione di (dato aggiornato a gennaio 2014). La società è attiva nella raccolta dei rifiuti e, in particolare nella raccolta della componente «umido organica». 5

6 Nel corso dell esercizio 2015 C.L.I.R. S.p.A. ha raccolto kg di umido organico proveniente dagli scarti di cucina a cui si aggiungono kg di scarti vegetali. Queste componenti sono state recuperate in agricoltura (impianti di compostaggio). 6

7 1 - Presentazione della partecipata ASMia S.r.l. ASMia srl con sede in Mortara (PV) è a far data una società costituita da un Partenariato Pubblico Privato mediante una società a capitale misto che si occupa del trattamento dei rifiuti liquidi per enti pubblici e società private, nonchè della depurazione delle acque addotte tramite pubblica. 7

8 2 -Descrizione della tecnologia BIORIME TAMR (THERMOPHILIC AEROBIC MEMBRANE REACTOR): COS È? Combina i vantaggi dei: SISTEMI BIOLOGICI SISTEMI MBR SISTEMI AD OSSIGENO PURO SISTEMI TERMOFILI RIFIUTI LIQUIDI COSA TRATTA? FANGHI DI DEPURAZIONE 8

9 SISTEMI BIOLOGICI

10 PRINCIPI GENERALI DEI PROCESSI BIOLOGICI I processi biologici sono tra i più diffusamente applicati per il trattamento di liquami organici biodegradabili; si basano sull attività di microrganismi di vario tipo rivolta alla distruzione di composti organici. microrganismi autotrofi: utilizzano il carbonio organico per i processi di sintesi cellulare (nitrificanti). microrganismi eterotrofi: utilizzano il carbonio inorganico per i processi di sintesi cellulare (denitrificanti).

11 Processi aerobici ð si basano sull'attività di microrganismi aerobici (e facoltativi) che proliferano in presenza di ossigeno disciolto. ð dalle reazioni di ossidazione (respirazione) viene prodotta l'energia per la sintesi di nuove cellule e per la motilità entro il sistema biologico ðrespirazione assimilativa, connessa all'ossidazione del BOD. ðrespirazione endogena, relativa alla respirazione del fango. Necessitano di: Oligoelementi: Na +, Ca ++, Mg ++, Mn ++, Zn ++,ecc. non rappresentano mai fattore limitante della crescita Carbonio, azoto e fosforo, costituenti fondamentali delle cellule, rappresentano a volte veri e propri fattori limitanti

12 PROCESSI BIOLOGICI DI DEPURAZIONE PROCESSI A COLTURE SOSPESE PROCESSI A COLTURE ADESE Processi a FA Processi MBR Processi SBR,. Su supporto fisso Su supporto mobile

13 SISTEMI MBR

14 MBR MBR; sistema biologico ad elevata concentrazione cellulare con sistema di UF su membrana. Membrane: hanno la proprietà di opporre una resistenza selettiva al trasferimento di differenti composti contenuti in un fluido retentato membrana permeato

15 ALCUNI VANTAGGI SISTEMI MBR 1.la fattibilità di mantenere (nel sistema) tutta la biomassa idonea per il processo depurativo 2.la capacità di trattenere, all'interno del sistema, composti lentamente biodegradabili (generalmente ad elevato peso molecolare molecole), al fine di garantirne la biodegradazione; 3.il miglioramento della stabilità della qualità dell'effluente; 4.la riduzione del volume del reattore biologico. 15

16 SISTEMI AD OSSIGENO PURO

17 ALCUNI VANTAGGI SISTEMI AD OSSIGENO PURO 1.alta concentrazione di ossigeno disciolto nel reattore; 2.massimo sfruttamento della capacità degradativa dei microorganismi; 3.fiocchi di fango più densi rispetto ad un sistema ad aria "convenzionale ; 4.riduzione significativa del volume delle vasche di trattamento; 5.maggiore flessibilità in caso di sovraccarico organico 17

18 SISTEMI TERMOFILI

19 SISTEMI TERMOFILI Sono processi operanti a temperature superiori a 45 C; vanno distinti dai processi derivanti da sistemi di transizione, come ad esempio la convenzionale digestione anaerobica per i fanghi funzionante tra i 35 e i 40 C (Lapara e Alleman, 1998). Si utilizzano acque già riscaldate oppure acque aventi un elevato carico organico ed un buon isolamento termico del reattore. ALCUNI VANTAGGI ü Elevata velocità di rimozione dei substrati biodegradabili ü Alto carico organico volumetrico ü Buone rese di rimozione per molecole sintetiche ü Produzione specifica di biomassa molto bassa ü Inibizione degli agenti patogeni ü Capacità di trattare reflui con elevate concentrazioni di sali ü Processo flessibile e stabile ü Recupero di calore ü Compatibilità dell'effluente termofilo con un trattamento tradizionale 19 biologico

20 BIORIME - TAMR Reattore Biologico Termofilo MBR Serbatoio Ossigeno Modulo Membrane Torre Evaporativa Combustore Termico Rigenerativo 20

21 L ESPERIENZA SUL CAMPO: RISULTATI OTTENUTI 21

22 QUALI LE PERFORMANCE DELLA TECNOLOGIA? RIFIUTI LIQUIDI FANGHI DI DEPURAZIONE 22

23 ELEVATE RESE DI RIMOZIONE DEL COD T= 50 ± 3 C ü La resa media di rimozione è pari al 78%, indipendentemente dai valori di OLR. (Collivignarelli et al., Envirnmental Technology, 2015)

24 ELEVATE RESE DI RIMOZIONE DEI TENSIOATTIVI 6,000 MBAS in HRT= 10 d HRT = 7 d HRT = 5 d HRT = 4 d HRT = 3 d HRT = 4 d HRT = 3 d 3,000 TAS in TAS out HRT = 10 d HRT = 7 d HRT = 5 d HRT = 4 d HRT = 3 d HRT = 4 d HRT = 3 d 5,000 2,500 MBASIN ; MBASOUT [mg/l] 4,000 3,000 2,000 1,000 TASIN ; TASOUT [mg/l] 2,000 1,500 1, Day Day MBAS (anionici) TAS (non-ionici) q Range: mg/l q η medio = 98% (indipendente da HRT) q Range: mg/l q η medio = 84% 24

25 BASSA PRODUZIONE SPECIFICA DI FANGO 0,016 kgssv prodotti /kg COD rimosso (Collivignarelli et al., Water Research. 2014) Processi termofili: 0,03-0,09 KgSSV prodotti /kgcod rimosso (Simstich et al., 2012) 25

26 PROCESSO STABILE E ROBUSTO STABILE Cambio completo e repentino di substrato in alimentazione al massimo carico à shock della biomassa (diminuzione rapida e importante del ph à efficienza del processo) Dopo 5-6 giorni si è nuovamente alimentato (senza inoculo) à rimozioni confrontabili a prima dello shock (Collivignarelli et al., Water Research, 2014) ROBUSTO Buone prestazioni anche con concentrazioni di cloruri elevate (sino a mg/l) Nei processi a fanghi attivi incrementi dei cloruri da 150 a mg/l à riduzioni rimozione COD dal 95% al 63% (Hong et al., 2007) 26

27 EFFLUENTE IDONEO AD UN POST TRATTAMENTO BIOLOGICO TRADIZIONALE (Collivignarelli et al., Water Research, 2014) OUR Mesofili > OUR Termofili Il permeato ha una migliore trattabilità biologica in campo mesofilo 27

28 QUALI LE PERFORMANCE DELLA TECNOLOGIA? RIFIUTI LIQUIDI FANGHI DI DEPURAZIONE 28

29 DOVE APPLICARLO? A QUALI FANGHI? 1.Fanghi derivanti da WWTP 2.Fanghi civili e a forte componente industriale A QUALI CONDIZIONI? Funzionamento a cicli alternati Fanghi solo ispessiti à SST = gsst/l 29

30 RISULTATI Rendimento di rimozione di SSV: % (civili) HRT = (civili) Significativi rendimenti di rimozione del COD: fino al 90% (civili)

31 3 - Adesione del gruppo A.S.Mortara S.p.A. al progetto BUGSFARM 1/2 Motivazioni: a Utilizzo del calore residuo prodotto dalla sezione biologica termofila dell impianto di trattamento rifiuti liquidi (BIORIME); b Valorizzazione del terreno di proprietà della società ad oggi inutilizzato e destinato a servizi tecnologici; c Minimizzazione della produzione di fanghi biologici prodotti dagli impianti di trattamento rifiuti liquidi; d Miglior utilizzo della frazione organica proveniente dalla raccolta differenziata

32 3 - Adesione di ASMia srl al progetto BUGSFARM 2/2 32

33 4 Studio della fattibilità di adesione 1/2 a FATTIBILITA GIURIDICA: - Inquadramento della attività nell ambito normativo delle società partecipate da enti pubblici; - Possibilità di utilizzo dei fanghi quali sub-strato organico per la produzione di farine animali; - -possibilità di utilizzo dei rifiuti quale sub-strato per la produzione di pellet altro. 33

34 4 Studio della fattibilità di adesione 2/2 b FATTIBILITA TECNICA: - Individuare la matrice in alimentazione ottimale per massimizzare le prestazioni dell impianto «larve» (percentuale ottimale di acqua nel rifiuto in alimentazione e quindi capire se alimentare fango dalla vasca di ossidazione biologica piuttosto che fango ispessito o disidratato); - Individuare le condizioni operative ottimali di lavoro dell impianto «larve» sarà necessario quantificare il residuo inorganico che andrà in discarica e quello organico (gli insetti) che potrebbero essere riutilizzate in agricoltura; - Quantificare il calore necessario per ogni ciclo di lavoro in modo da sfruttare al meglio il calore residuo emesso dall impianto di trattamento; - Verificare durante il ciclo di lavoro l eventuale produzione di acque da caratterizzare e ricircolare in testa all impianto di trattamento; - Eseguire durante la sperimentazione analisi chimiche per caratterizzare la matrice da fornire alle larve e i residui finali (eventuale accumulo di metalli pesanti). 34

35 GRAZIE PER L ATTENZIONE