VALUTAZIONE DEL QUADRO EMISSIVO DELLE SEZIONI DI TRATTAMENTO FANGHI DEGLI IMPIANTI DI TRATTAMENTO ACQUE (IMPIANTI DI DEPURAZIONE IMPIANTI DI POTABILIZZAZIONE) (punto p. alla parte l dell all. IV alla parte V e comma n. 3 dell art. n. 281 del DLgs 152/06) Luglio 2012 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 1
LEGGI E NORME DI RIFERIMENTO La normativa di riferimento è la seguente: Decreto Legislativo del 3 aprile 2006 n. 152 Norme in materia ambientale e s.m.i.; LR Toscana del 11/02/2010, n. 9; Premessa Il SII gestisce per conto delle Autorità di Ambito oggi Autorità Idrica Toscana, gli impianti di depurazione di acque reflue urbane e gli impianti di potabilizzazionesono a servizio del sistema fognario di liquami civili, assimilabili a domestici, acque di dilavamento stradale ed insediamenti produttivi provenienti dalle fognature a servizio di gran parte degli agglomerati della Toscana. Gli impianti di trattamento acque destinate all uso potabile sono a servizio degli acquedotti pubblici. Gli impianti di trattamento reflui urbani sono di tipo biologico e molto spesso costituiti, soprattutto per le strutture piu piccole, da vasche interrate o da strutture monoblocco dove avviene la separazione fra fase solida e liquida del refluo convogliato dalla pubblica fognatura. Tutti gli impianti di depurazione sono censiti e descritti agli atti delle Province per le autorizzazioni allo scarico rilasciate o in fase di rilascio. Tutte le informazioni di dettaglio sul funzionamento e sugli aspetti ambientali degli impianti di depurazione sono state già fornite alle province o sono descritte nel contesto dei procedimenti di rilascio delle autorizzazione allo scarico (rif. DPR 28.12.2000 n. 445 sulla semplificazione art. 43 (L-R) Accertamenti d ufficio in quanto tutti i dati ed i documenti sono già in possesso della pubblica amministrazione ). Negli impianti di depurazione la separazione fisica di linee fanghi e linee acqua in molte strutture non è presente. La presenza di emissioni odorigene, principale effetto sensibile che puo essere percepito, non deriva necessariamente dalla linea fanghi, ma anche dalla presenza di liquame non trattato della fognatura in arrivo sezione di trattamento che non è oggetto del presente procedimento essendo esclusa dal procedimento di cui al Dlegs 152/06 e smi.. La necessità di autorizzare alle emissioni la linea fanghi presenta quindi delle criticità di valutazione che ad oggi non permettono di interpretare in modo chiaro la norma su alcuni aspetti. In caso di impianti di potabilizzazione, l impatto emissivo è invece spesso nullo o molto ridotto. Le strutture depurative di tipo civile e di potabilizzazione inoltre presentano delle caratteristiche che non si conciliano con il principio del convogliamento delle emissioni. Negli impianti di depurazione viene sfruttata spesso l elevata superficie 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 2
delle vasche proprio per garantire l efficienza del trattamento. Trattandosi di strutture dove viene accelerato il processo naturale di depurazione biologica, soprattutto in fase aerobica la digestione anaerobica è presente solo in due casi-le superfici devono essere ampie e non coperte proprio per favorire al massimo lo scambio di ossigeno. Questo principio riguarda in particolare quei trattamenti dove per eliminare il contenuto di acqua nei fanghi digeriti e stabilizzati, gli stessi vengono posti su letti drenanti che sfruttano l irraggiamento ed in alcuni casi la presenza di piantumazione fitostabilizzazione - per favorire l ulteriore disidratazione/stabilizzazione. 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 3
I PROCESSI DI POTABILIZZAZIONE DELLE ACQUE I processi di potabilizzazione delle acque destinate al consumo umano che prevedono il trattamento fanghi possono essere suddivisi in due tipologie: 1. Trattamenti chimici con produzione secondaria di precipitato fango chimico che viene disidratato/chiari flocculato prima dell invio in smaltimento. 2. Trattamenti di chiariflocculazione e separazione di residui solidi separazione di frazione organica/inerte da acque superficiali dalle acque destinate alla potabilizzazione. Il CER prodotto è 190902 o 190901. Nel primo caso, trattandosi di fanghi non biologici, non si rileva alcun quadro emissivo. Nel secondo caso, puo essere presente un quadro emissivo in relazione alla matrice biologica presente nel fango separato dall acqua. Gli impianti di potabilizzazione in gestione ad ASA spa in provincia di Livorno producono fanghi della seconda tipologia. Gli stessi vengono smaltiti con il CER 190902 per cui non si rileva alcuna emissione odorigena. Trattasi di fango di precipitazione per dismutazione: trattametno dell idrossido di ferro e manganese con permanganato di potassio a dare ossido di ferro e manganese con addizione di polielettroilita. Il processo viene di seguito schematizzato e non è oggetto di alcuna autorizzazione allo scarico essendo un trattamento a ciclo chiuso. L impianto è ubicato presso la centrale di produzione acqua potabile di Mortiolo, nel comune di Collesalvetti 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 4
INGRESSO acqua pozzi IMPIANTO POTABILIZZAZIONE MORTAIOLO Dosaggio KMnO4 SERPENTINA DI CONTATTO USCITA acqua di rete Aspirazione fanghi sedimentati (MATERIALE TERROSO +PRECIPITATO Fe(OH) 3 + MnO 2 ) CHIARIFICATORE DISINFEZIONE FILTRAZIONE MECCANICA DISIDRATAZIONE con centriguga fanghi estratti e produzione rifiuto CER 190902 fanghi prodotti dai processi di chiarificazione dell'acqua 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 5
IL PROCESSO DI DEPURAZIONE REFLUI URBANI ED IL TRATTAMENTO FANGHI I liquami in arrivo all impianto, provenienti dalla fognatura, entrano nell impianto e subiscono una prima separazione non ricompresa nel trattamento fanghi. I trattamenti chimico fisici vengono definiti trattamenti primari. A seguito di questa fase puo essere o meno presente una fase di trattamento secondario, aerobico od anaerobico, da cui si producono fanghi di depurazione biologica, il cui trattamento è oggetto dell obbligo di cui alla presente comunicazione. I trattamenti terziari, di cui sono talvolta provvisti gli impianti in particolare quando sono presenti sistemi di recupero delle acque, non producono fanghi. Il fango raccolto dalle sezioni di trattamento secondario, ivi compresa la sezione chiamata sedimentazione primaria che puo precedere la fase ossidativa vera e propria, ove presente, viene inviato al trattamento fanghi. Dal processo di depurazione dei reflui vengono prodotti i seguenti rifiuti: vaglio: il materiale proveniente dalla grigliatura dei reflui viene raccolto e smaltito a parte C.E.R 190801; sabbie: le sabbie provenienti dalla dissabbiatura dei reflui vengono destinate allo smaltimento C.E.R 190802; fango disidratato: il fango già disidratato in uscita dalla centrifuga viene stoccato in appositi volumi e destinato allo smaltimento separato C.E.R 190805; Il CER 190805 è fango biologico quindi vengono analizzate solo le linee dove se ne prevede la lavorazione. Di seguito si riporta uno schema di massima del flusso di produzione rifiuti negli impianti dotati di trattamento fanghi: 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 6
PRODUZIONE RIFIUTO VAGLIO CER 190801 PRODUZIONE RIFIUTO SABBIE CER 190802 SCHEMA GENERALE FUNZIONAMENTO IMPIANTI DI DEPURAZIONE ACQUE REFLUE URBANE ASPORTAZIONE PARTI SOLIDE MEDIANTE VAGLIATURA DEL REFLUO IN INGRESSO ASPORTAZIONE SABBIE MEDIANTE DISSABBIAGGIO MECCANICO SEDIMENTAZIONE PRIMARIA INGRESSO ACQUE REFLUE URBANE DA PUBBLICA FOGNATURA + ricevimento reflui da autobotti per puliziadella fognatua CE 200306 + fosse settiche CER 200304 da reti e impainti domestici ATO5 Toscana Costa (art.110 D.Lgs 152/06) OSSIDAZIONE BIOLOGICA MEDIANTE INSUFFLAZIONE IN VASCA DI CONTATTO DI OSSIGENO O ARIA SEDIMENTAZIONE SECONBDARIA DISINFEZIONE FINALE ACQUE ALLO SCARICO IN AMBIENTE DIGESTIONE ANAEROBICA A TEMPERATURA CONTROLLATA O STABILIZZAZIONE AEROBICA ISPESSIMENTO MECCANICO FANGHI ESTRATTI PRODUZIONE RIFIUTO FANGHI BIOLOGICI DI DEPURAZIONE ACQUE REFLUE URBANE CER 190805 DESCRIZIONE DEI TRATTAMENTI FANGHI NEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE BIOLOGICA Gli impianti, per la sezione di trattamento fanghi, sono costituiti dalle seguenti fasi di trattamento che possono essere presenti in diverse combinazioni di trattamento in funzione degli obiettivi di depurazione: Ispessimento Digestione aerobica Digestione anaerobica Disidratazione Chiariflocculazione Letti di essiccamento Impianto di essiccamento Sacchi drenanti Disidratazione meccanica mobile Si allega l elenco degli impianti gestiti da ASA spa con indicata la dotazione nei singoli depuratori delle fasi di trattamento sopra descritte. 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 7
QUADRO EMISSIVO DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE URBANA ISPESSIMENTO In questa fase il fango s ispessisce sul fondo della vasca mentre l acqua surnatante risale in superficie e per gravità ritorna alla vasca di sollevamento. Il fango viene estratto dal fondo tramite pompaggio per l alimentazione della centrifuga. Si considerano le emissione in atmosfera dell ispessitore dei fanghi scarsamente rilevanti in quanto i fanghi provenienti dal digestore aerobico sono stati stabilizzati e abbondantemente areati. L emissione in atmosfera dell ispessitore è costituita da piccoli quantitativi di anidride carbonica (CO2). In caso l ispessimento avvenga non a seguito di un processo di stabilizzazione aerobica o la stabilizzazione non sia stata completamente raggiunta, il liquame non stabilizzato puo rilasciare tracce di NH3 e H2S. Per quanto riguarda invece i composti organici, di particolare interesse odorigeno, possiamo menzionare la famiglia delle Sostanze Organiche Volatili che però raccoglie tutta una serie di composti (vedi composti: solforati, azotati, ossigenati e idrocarburi) dei quali solo alcuni si ritengono rilevabili in concentrazioni apprezzabili. Questa fase fa parte del trattamento fanghi solo se finalizzata alla separazione per il successivo trattamento. In alcuni casi, la vasca di ispessimento è solo una vasca di accumulo per l asportazione dei fanghi da destinare a successivo trattamento in altra sede, se l impianto è privo di trattamento fanghi. In tali casi non si puo parlare di trattamento fanghi. DIGESTIONE AEROBICA La digestione aerobica è tipica di impianti di depurazione liquami medio-piccoli. Nella digestione dei fanghi il processo di ossidazione deve essere spinto fino alla fase di respirazione endogena e cioè fino a quella fase nella quale, risultando assente o scarsa la riserva di materiale organico da demolire, si determina la distruzione del materiale cellulare degli stessi microrganismi e la stabilizzazione dei fanghi. Ciò viene ottenuto sottoponendo il fango ad una aerazione prolungata in bacini aperti mediante insufflazione di aria. I batteri aerobici attraverso la respirazione cellulare ossidano gli zuccheri e gli acidi organici contenuti nei liquami consumando l ossigeno dell aria fornita dall aeratore dando luogo alla produzione di energia, anidride carbonica e acqua. La reazione complessiva (tratta da: Trattamento e smaltimenti di fanghi di depurazione di P.A. Lanza e S. Nicosia, pag. 37, rev. luglio 2006) che si svolge nei digestori aerobici è la seguente: C5H7O2NP0,1 + O2 5CO2 + NO3ˉ + 3H2O + H+ 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 8
Al secondo membro ci sono soltanto prodotti ossidati stabili. E stata trascurata l ossidazione di P in PO4-3. Dato che l ossigeno necessario alla respirazione cellulare non è fornito quasi mai puro ma come aria e dato che il tempo di contatto tra l aria e la massa liquida è limitato, al digestore aerobico dovrà essere fornita una massa d aria molto superiore rispetto a quella teorica. All interno di questa sezione di digestione aerobica il fango subisce un trattamento aerobico simile a quello impiegato per il liquame con lo stesso procedimento ovvero con l insufflazione di aria tramite un tappeto di diffusione e un compressore. Il fango che ha subito un trattamento aerobico non è putrescibile, risulta stabile biologicamente e privo di sostanze colloidali. Tramite il processo di stabilizzazione si riduce la concentrazione di microrganismi, l emanazione di odori fastidiosi e la putrescibilità della sostanza organica. Oltre a ciò, si registra anche una riduzione sostanziale della quantità di solidi sospesi presenti nel fango. Il grado di riduzione dei solidi volatili dipende fondamentalmente da due fattori: dal tempo effettivo di permanenza del fango nella sezione di digestione (età del fango); dalla temperatura di processo. L emissione in atmosfera del digestore aerobico è costituita da anidride carbonica (CO2). In caso l ispessimento avvenga non a seguito di un processo di stabilizzazione aerobica o la stabilizzazione non sia stata completamente raggiunta, il liquame non stabilizzato puo rilasciare tracce di NH3 e H2S. Per quanto riguarda invece i composti organici, di particolare interesse odorigeno, possiamo menzionare la famiglia delle Sostanze Organiche Volatili che però raccoglie tutta una serie di composti (vedi composti: solforati, azotati, ossigenati e idrocarburi) dei quali solo alcuni rilevabili in concentrazioni apprezzabili. DISIDRATAZIONE FANGHI - DISIDRATAZIONE MECCANICA O CON SCACCHI DRENANTI ESSICCAMENTO I fanghi da disidratare sono sottoposti all estrazione dell acqua grazie a sistemi meccanici. In alcuni casi viene utilizzata aria calda essiccamento per favorire il processo. Questa possibilità non è sfruttata in alcun impianto ASA. Il fango ottenuto ha una concentrazione solida che puo variare dal 15 al 30% circa. In casi di essiccamento termico si puo arrivare al 70% c.a. I fanghi, prima del loro ingresso in disidratazione, possono essere additivati con polielettrolita allo scopo di addensarli e di migliorarne la disidratazione. L acqua in uscita dalla dal trattamento viene inviata in testa all impianto al sollevamento liquami mentre i fanghi disidratati al 20-30% vengono stoccati all interno di un contenitore per il trasporto e si qualificano come rifiuti. 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 9
I fanghi prodotti CER 190805, sono inviati a recupero e/o allo smaltimento secondo la normativa vigente. Le emissioni derivano dai fanghi trasportati lungo il loro percorso. Non disponendo di misure della qualità dell aria consideriamo come riferimento, indicativo ma attendibile, le misure delle emissioni effettuate in date da Publiacque in data 14/12/2010 e 06/06/11 dai quali si evince la presenza di ammoniaca, acido solfidrico e tracce di composti organici volatili. DIGESTIONE ANEROBICA La digestione anaerobica è tipica di impianti di depurazione liquami medio grandi. Nella digestione dei fanghi il processo di digestione a temperature comprese fra 35-55 deve essere spinto fino alla trasformazione della massa biologica in molecole semplici fra cui Biogas, CO2 ed in quantità meno rilevanti, NH3, H2S e sostanze odorigene. Ogni trattamento fanghi che prevede la digestione anaerobica è un impianto di produzione Biogas. Il Biogas in caso di produzioni limitate, viene riutilizzato nell impianto per favorire il riscaldamento della massa oppure, in caso di eccedenze, viene utilizzato in congenerazione e, eccezionalmente o in caso di emergenza, bruciato in torcia. Gli impianti di digestione anaerobica annessi agli impianti di depurazione urbana, sono classificabili come impianti di produzione di biogas (esclusi da obbligo di autorizzazione secondo comma 14 art. 269 D.Lgs 152/06). CHIARIFLOCCULAZIONE Questo trattamento, essendo costituito dall additivazione di polielettroliti che non interferiscono con il quadro emissivo, sono di fatto non rilevanti LETTI DI ESSICCAMENTO Vale quanto indicato per le varie sezioni di trattamento precedentemente descritte. La maggior produzione di emissioni è associata alla CO2. Si possono verificare, solo al momento del caricamento dei letti e solo se il fango non è stato completamente stabilizzato, rilasci di NH3, H2S e sostanze odorigene. 10/07/2012 055-211342 segreteria@confservizitoscana.it 10