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Gruppo di lavoro depurazione acque reflue

Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 20
Ciao a tutti.
Come concordato con Alessandro e con Marco, apro questa discussione di approfondimento sul discorso depuratore IDAR a servizio della città di Bologna.
Gli obiettivi sono:
1. fare il punto su ciò che sappiamo e non sappiamo della gestione delle acque reflue nel depuratore
2. formulare ipotesi per la soluzione di alcune problematiche (in particolare la gestione dei fanghi di supero tramite incenerimento)

Riassumo per gli interessati che non avessero seguito la discussione e che (speriamo) abbiamo intenzione di portare un contributo. In questo caso contattateci tramite questo canale, e fateci sapere cosa ne pensate e come potreste contribuire. Grazie in anticipo.

Di seguito, suddiviso un po’ per blocchi di informazioni, riporto il discorso complessivo. Sarebbe opportuno che chi ha partecipato alla discussione integri quanto scrivo visto che qualche pezzo inevitabilmente me lo sarò perso.
:-)
Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 21
IL PUNTO DELLA SITUAZIONE

1. La discussione sulla gestione del depuratore è iniziata perché il PAES (Programma d’Azione per l’Energia Sostenibile) sta per essere approvato, ed in particolare 2 azioni coinvolgono il processo di depurazione e gli impianti collegati. L'impianto IDAR è oggetto di due azioni:

EDIMP-IND2 / NUOVO IMPIANTO PRODUZIONE OSSIGENO IDAR / 2012-2013
Si tratta della realizzazione di un impianto per la produzione di ossigeno quasi puro (90-92%) da impiegare nella prima parte del processo di depurazione delle acque.

TLRCOG5 / POTENZIAMENTO IMPIANTO IDAR / 2012
Si tratta
a. dell’installazione di un cogeneratore alimentato a biogas derivante dalla biodigestione anaerobica dei fanghi biologici di risulta del processo di depurazione,
b. della realizzazione di una rete di teleriscaldamento per abitazioni presenti nelle vicinanze dell’impianto alimentata tramite un inceneritore in cui confluiscono fanghi biologici di risulta del processo.

2. Il depuratore riceve acque reflue di diverso tipo: acque nere delle fognature domestiche, acque meteoriche di provenienza stradale, acque da stabilimenti produttivi di diverso tipo. Ciò che vi entra è di conseguenza molto difficile da controllare. Altrettanto difficile diventa quindi prevedere che cosa ne possa uscire, e quindi quali potrebbero essere le destinazioni degli output.

3. Una buona descrizione dell’impianto si può trovare alla pagina http://www.gruppohera...­

4. Ciò che è più interessante nel discorso depurazione a Bologna è che, a parte l’acqua depurata (in gergo tecnico “chiarificata”), l’output più rilevante dell’impianto sono i cosiddetti fanghi di supero, ovvero una materia semi-organica che contiene sia sostanze mineralizzate durante il processo (tramite l’azione alternata di batteri aerobi e batteri anaerobi sulla parte organica), sia una certa carica batterica.

5. Dando per scontato (per ora, mi raccomando) di verificare i parametri dell’acqua chiarificata, ci si è concentrati sulla destinazione d’uso dei fanghi, che vengono al momento inceneriti con un input (le cui dimensioni sono tutte da chiarire) di energia (cioè di gas metano). Altra cosa interessante e collegata alla precedente è che il calore viene utilizzato da HERA per alimentare una centrale del teleriscaldamento adiacente l’impianto. Incenerimento e teleriscaldamento si collegano quindi in un insieme redditizio per il gestore, che in un colpo solo raccoglie:
a. I proventi dallo smaltimento dei rifiuti
b. I proventi dalla vendita dell’energia elettrica prodotta dall’inceneritore in quanto considerata proveniente da cogenerazione.
c. I proventi dalla vendita del calore, che da prodotto di scarto della cogenerazione diventa risorsa utile.
d. La fidelizzazione del “cliente” privato, che rimane legato al fornitore di calore per decenni e gli è vietato introdurre migliorie all’impianto di riscaldamento in quanto, sostanzialmente, non è di sua proprietà.
e. Contributi regionali a fondo perduto per l’ammodernamento degli impianti


Le osservazioni iniziali sull’attuale gestione dei liquami fognari sono:

1. Non si può prevedere che cosa entra nel depuratore, perché introducendo assieme ai reflui domestici acque meteoriche raccolte dalla strada non è possibile prevedere in misura attendibile quali inquinanti (chimici e non) sono presenti. Secondo le migliori pratiche attuate in Italia (Trentino Alto Adige) e all’estero (Austria, Germania) andrebbe quindi prevista una diversificazione della raccolta dei reflui a monte, dividendo acque meteoriche stradali dalle acque nere delle case e degli stabilimenti produttivi.

2. A conseguenza della mancanza di info sull’input, se si incenerisce il materiale che esce dal depuratore come scarto non si sa cosa si va ad immettere nell’aria, con problemi di filtrazione dei fumi

3. Infine la rete di teleriscaldamento al momento è di dubbia funzionalità. Stiamo raccogliendo dati sulle
reti metropolitane (vedi file per interrogazione consigliare, stilato da Mirko) per verificare gli input e output energetici e ambientali, ma da una alcuni dati di massima sembra che i benefici ambientali esistano solo sulla carta.

A fronte di queste obiezioni abbiamo cominciato a riflettere sui seguenti punti:

1. Serve davvero gestire in questo modo i reflui? Ovvero, è ipotizzabile dal punto di vista tecnico iniziare una ristrutturazione della rete fognaria tale che le acque meteoriche siano divise a monte dai reflui domestici?

2. è necessario e non eliminabile l’opzione di incenerimento? Non ci sono altri modi per gestire i fanghi, come ad esempio il compostaggio e la dispersione in campo? Questa seconda opzione prevede che siano rispettati determinati parametri sul contenuto chimico dei fanghi, quindi al momento non è percorribile. È ipotizzabile abbattere gli inquinanti per rendere i fanghi adatti a un trattamento a freddo (trattamento meccanico e biologico, ovvero compostaggio)?

3. In ogni caso, sarebbe comunque un buon risultato ridurre il quantitativo di fanghi prodotto. Infatti un minor quantitativo corrisponde a minori costi di gestione, incenerimento e a minori emissioni di gas, polveri sottili, metalli pesanti.

4. La rete di teleriscaldamento servita dall’inceneritore è davvero utile e può contribuire a rendere più efficiente l’utilizzo dell’energia a scopo domestico? Oppure è utilizzata innanzitutto per smaltire il calore in eccesso dei tanti modi che il gestore ha di redistribuire i costi anche presso i cittadini che non vorrebbero averla?

In ogni caso, nella riunione precedente alla presentazione delle osservazioni sul PAES si è deciso di puntare innanzitutto sulla riduzione dei fanghi, e poi in seguito di dare avvio a nuovi processi.
Io e Mirko ci siamo proposti di attivarci per trovare qualche esperto per avere informazioni sui processi migliori (dal punto di vista dell’efficacia e della riduzione dell’output) per la depurazione.
Tra i partecipanti alla riunione abbiamo deciso di attivarci per trovare maggiori info su input (e output) dell’impianto.

Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 22
LE PRIME MOSSE

Il 23 maggio Mirko aveva già contattato un tecnico attivo sul territorio trentino; riporto la mail nella quale descrive il risultato del contatto:

“Ciao a tutti,
oggi ho parlato al telefono con l’ing. Roman Bodner (hbpm Ingenieure Gmbh/srl), ditta di Bressanone ma tedesca di origine, che realizza impianti di trattamento acqua reflue (digestori e trattamento acque di scarico ecc.) per avere informazioni sulla reale necessità dell’incenerimento dei fanghi del depuratore dell’IDAR.
Anche lui riconosce che esiste la possibilità di incenerirei fanghi , ma fa presente che esistono “principalmente” un paio di strade, una, quella dell’incenerimento, che “normalmente” viene privilegiata, in quanto oltre a sterilizzare il contenuto organico residuo, riduce il volume (a terra) del rifiuto, ma ovviamente ha le controindicazioni che ben conosciamo per quel che riguarda i fumi e i gas emessi dalla combustione di questi “materiali”.
L’atra strada è quella dello stoccaggio in apposita discarica confinata.
Cercherò di riassumere i 30 min di telefonata …
A suo parere è necessario conoscere esattamente che tipo di trattamento viene effettuato alle acque che arrivano al depuratore, in quanto, questi processi sono importantissimi e determinanti per il tipo e la quantità di fanghi residui, esistono i nuovi processi digestivi (molto più complessi, e quindi costosi, di quelli “tradizionali”) che riducono la quantità di materiale organico nei fanghi di fine processo, aumentando la quantità di biogas prodotto ed ottenendo un “fango” con pochissimi residui organici, questo, quindi, si traduce anche in una minore quantità di massa finale. Da qui il “fango” viene sterilizzato riscaldandolo (volendo anche tramite tecnologie solari) con temperature attorno ai 100/120°.
Quello che resta è una specie di “sabbia/polvere” che andrebbe stoccato/confinato in apposita discarica in quanto rifiuto speciale (perché contiene schifezze).
Un altro particolare è la quantità di umidità residua nel fango finale, perché se risulta troppo “secco” è più difficile da “incenerire” (al contrario di quel che pensavo) e quindi richiede più combustibile, se invece rimane con un’umidità più alta rimane maggiore il contenuto di materiale organico e questo aiuta la combustione. Un’umidità del 28% (come hanno i fanghi di fine processo nel nostro depuratore) sono ancora abbastanza umidi; (probabilmente più “giusti” per essere bruciati?).
Evidentemente il processo a monte potrebbe essere migliorato per ottenere un’essicazione maggiore.
La scelta tra le due strade è puramente politico/ambientale/economica.
La scelta ambientale imporrebbe lo stoccaggio in discarica, ma ciò comporta anche un consumo del territorio necessario per la discarica.
La scelta economica potrebbe essere pilotata da fatto che il territorio per la discarica costa, mentre l’incenerimento potrebbe portare utili dalla vendita di calore tramite teleriscaldamento.
La scelta politica dipende principalmente .… dai politici …..
- Il conto economico, a mio avviso, è in realtà molto più complesso, credo che ci sarebbe da considerare:
il territorio utilizzato dalla discarica (la sua conduzione e la relativa manutenzione)
l’infrastruttura dell’inceneritore (la sua conduzione e la relativa manutenzione)
i sistemi di trattamento delle acque (anche qui conduzione e manutenzione)
le ripercussioni che le emissioni dell’incenerimento avranno sulla salute (la “manutenzione” conseguente da effettuare sulle persone) e sull’ambiente .
“Se è vero” che l’incenerimento emette in atmosfera anche polveri ultrafini che hanno ripercussioni sulla salute umana (e non solo) andrebbero evitate il più possibile...
. . . Ciao. . . .”

Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 23

In rete ho trovato informazioni su diversi processi che possono essere utilizzati per ridurre il prodotto dei fanghi: il processo principale consiste nel trattamento della acque con ozono. Altri processi si svolgono tramite trattamenti fisici, con l’utilizzo di ultrasuoni e di cavitazione nei liquami.

Con queste informazioni sono stato a Ferrara, per un giro in H2O, la fiera dedicata alla gestione delle acque. Purtroppo non ho avuto molto riscontro, perché c'erano un sacco di fornitori di tecnologie (valvole, tubi, attuatori) ma solo un gestore di processo.

Il gestore di processo, e fornitore di un particolare tipo di tecnologia, è Prominent. L’Azienda è titolare di un brevetto di processo che mira al trattamento dei fanghi con ozono; l’obiettivo è la riduzione del volume residuo.
L’incontro è stato poco fruttuoso. Mi hanno detto che il gran volume di fanghi da trattare rende il loro processo antieconomico. Ovviamente non abbiamo parlato del fatto che bisognerebbe far rientrare le spese sanitarie collegate all'incenerimento dei rifiuti nel conto economico, e che in questo caso qualsiasi tecnologia che ne riduca l'utilizzo diventa economicamente interessante.
Comunque mi hanno spiegato cosa succede nella linea di trattamento, a che punto intervengono loro e che cosa comporta. In altre parole i batteri biodegradano il materiale organico, ma se sono in piena forma oltre che mangiare ( e quindi a fare puzzette metanifere) si riproducono. Questo è un effetto secondario indesiderato. Invece con l'ozono si riesce a danneggiare i batteri, che non muoiono ma che utilizzano il metabolismo per riparare i danni invece che per riprodursi. In questo modo biodegradano lo stesso la materia organica, e producono biogas, pur non aumentando di volume.
Comunque non sono interessati a partecipare.

Una descrizione più dettagliata del processo, in cui si parla di processi a cascata con riutilizzo dell’ossigeno derivante dall’insufflazione dell’ozono, è descritto in questa pagina http://www.daonline.i...­

Speravo di incontrare a Ferrara altre aziende, che ho trovato su intenernet e che propongono trattamenti simili per i fanghi: Una è Semitec. Ho cercato di contattare un responsabile, l’ing. Della Luna che è anche titolare, ma non era presente in sede.

Più interessante è stata la telefonata con il prof. Andreottola dell'Università di Trento, (titolare una attività descritta in questa http://knowtransfer.u...­ ) che si è detto disponibile a collaborare per affrontare la questione della riduzione dei fanghi e di una gestione diversa degli stessi, invitandoci ad andare a trovarli. Eventualmente credo non ci sarebbero problemi a chiedergli di partecipare ad un incontro all'interno del Comune di Bologna.
Ha detto che si deve capire un po' cosa c'è in ballo come input di materiali, prima di fare ipotesi di modifica del processo attuale.
Come anticipazione, ha riferito che a Trento hanno puntato su un processo che prevede l’installazione di un macchinario locale per la produzione dell’ozono a partire dall’aria atmosferica; in questo modo si ha un costo iniziale elevato, ma loro si sono slegati dalla dipendenza dei fornitori di gas tecnici e quindi sul lungo periodo la scelta porta ad una maggiore convenienza tecnica ed economica.
Siamo rimasti d'accordo che l'avrei ricontattato via mail fornendo maggiori informazioni.

In seguito ho contattato Roberto Cavallo, indicato da Giuseppe Carpentieri, esperto nelle questioni di smaltimento dei rifiuti, ed in particolare di incenerimento e modalità alternative di gestione.
Anche lui si è detto disponibile a fornirci supporto inizialmente mettendo a disposizione materiale di approfondimento, previo invio di una mail che gli descriva sommariamente cosa ci serve. Secondariamente, quando avremo maggiori informazioni e a seconda della sua disponibilità, potremmo avere maggiore supporto per avviare una attività più mirata sul comune di Bologna e sul territorio limitrofo.

Infine, ho trovato in rete un paio di studi sulla gestione dei fanghi di depurazione, tra cui alcuni lavori di ricerca universitari completi.
Alcuni tra gli indirizzi individuati sono i seguenti:
http://www.idra.unipa...­
http://www.venturacid...­
Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 24
I PASSI FUTURI
A questo punto, a mio avviso, bisognerebbe attivarsi per:

1. raccogliere la maggior mole possibile di informazioni specifiche su cosa avviene nel processo di depurazione, dalla raccolta dei reflui allo smaltimento dei fanghi di depurazione, fino a capire in che modo ed in che misura l’incenerimento dei fanghi incida sulla produzione di energia da cogenerazione e teleriscaldamento. Per questo sarebbe bene che i partecipanti alla riunione del 23 maggio si facciano vivi, e che portino le informazioni che sembra potessero reperire.
2. Individuare altre fonti, e catalogare il materiale trovato in rete, dividendo tra siti “aziendali” (ovvero di privati ed aziende proprietari di know how e tecnologie), e siti “istituzionali” (che raccolgono pagine universitarie e di istituti di ricerca).
3. Individuare altri gruppi locali del MoVimento che siano interessati alla questione, e che condividano sforzi e benefici evitando(ci) la duplicazione degli sforzi e la dispersione della conoscenza sull’argomento. Forse in questo il gruppo di lavoro sulla depurazione potrebbe essere supportato dai coordinatori di Bologna.
4. Scrivere alle persone che abbiamo contattato, portando i risultati e verificando tempi e modi del supporto che possono fornire.
5. Per approfondire alcune questioni specifiche si potrebbe ricorrere anche al supporto dell’università di Bologna, stimolando l’attivazione di tesi (o addirittura proporre dei premi o assegni di ricerca) per applicare studenti specializzandi nel settore al nostro problema. Se qualcuno avesse contatti con le facoltà di ingegneria, potrebbe metterci in contatto con chi “di dovere”…


Spero di non aver dimenticato molto e che i contributi arrivino copiosi.
E ringrazio per la pazienza di chi ha letto tutto fino in fondo! :-)
Davide P.
DavidePasini
Pieve di Cento, BO
Post #: 25
Aggiungo un altro link di approfondimento sulla tecnologia dell'ozonolisi.
Una tesi di laurea sull'argomento.


http://amslaurea.unib...­
Alessandro C.
Alexc1
Bologna, BO
Post #: 2,076
Gran lavoro :-)
Stefano C.
user 11726033
Bologna, BO
Post #: 1
Ho appena letto tutto il materiale postato da Davide come mi avevi chiesto ieri e sinceramente credo che tu abbia riportato tutti i punti in maniera estremamente efficace. Dalla riunione mi sembra che hai ripreso tutti i punti.

Detto questo, cercherò di trovare informazioni più precise sull'impianto (vedo quello che riesco) però nel frattempo ho eseguito una ricerca veloce e ho trovato che effettivamente l'università di Bologna ha già lavorato su alcuni aspetti dell'impianto

Link DICAM

Bisognerebbe scaricarsi i riferimenti bibliografici lì annessi (lo farò nei prossimi giorni) e vedere se ci sono informazioni specifiche sull'impianto IDAR (oppure se i dati sono stati sviluppati sotto un'ambito più scientifico/generale). Da sottolineare che sono comunque dati di 3o4 anni fa che però credo siano poco sensibili a cambiamenti repentini di abitudini tali da influire sulla composizione delle acque reflue.

Nel frattempo valuterei l'idea di contattare i referenti di tale progetto (proprio dalla prossima settimana inizierò a frequentare quasi quotidianamente quel dipartimento, quindi potrò avere l'occasione di incontrarli personalmente per chiedere del materiale).

Stefano

alberto
user 48385412
Bologna, BO
Post #: 6
Ciao
sono appena riuscito a dare un certo ordine alle informazioni che ho acqisito e all'idea che me ne sto facendo e provo a condiverderle cercando di evitare ripetizioni con l'ottimo lavoro di Davide. Il tema è ampio e complesso ci sono molte pubblicazioni e studi e ricerche oltre a molte soluzioni proveninti dalle aziende del settore.

Sistemi di smaltimento dei fanghi di depurazione.
Il problema della gestione dei fanghi di supero dei depuratori è sempre più pressante: si stima che in Europa nel 2010 ne sono stati prodotti circa 10 milioni di ton, composti anche una quantità imprecisata di fanghi provenienti da perforazioni petrolifere , attività estrattive, da lavorazioni industriali delle cartiere, concerie ecc, e anche dall'abbattimento dei fumi degli inceneritori.
Considerando che il costo di smaltimento dei fanghi può assorbire dal 25 al 60% dei costi di gestione di un impianto di depurazione si può ben capire come il problema sia strategico per i gestori. Il costo di smaltimento medio, nello stesso anno , è stato dai 65 Euro /ton umido/ liquido ai 310 Euro/ton secco Attualmente non sembra che ci sia una sola strada da percorre nello smaltimento di questi scarti di depurazione.

I fanghi vengono trattati ( o dovrebbero esserlo) in funzione della loro provenienza e della loro destinazione. Questi si suddividono in 2 categorie primari e secondari e in base alla consistenza e alla pericolosità hera_disidrat.1334762710.pdf (Oggetto application/pdf)
I sostanza i fanghi primari andrebbero ridotti e inertizzati con varie tecniche e posti in discarica, mentre i secondari possono, rispettando i parametri di tolleranza dei vari composti organici e non, essere reimpiegati come fertilizzanti dopo processi di stabilizzazione e sanificazione.

La soluzione dell'incenerimento si sta affermando sempre più sia in miscelazione con rifiuti solidi urbani che come unico combustibile. Questa soluzione, mio avviso, deve essere limitata il più possibile in quanto le emissioni sia pure nei parametri di legge, come per i RSU portano nell'ambiente sostanze Persistenti Bioaccumulanti Tossiche dette Pbt. Ciò avviene per 2 motivi principali :
1) le temperature di combustione negli inceneritori non sono ne possono raggiungere, livelli elevati da distruggere le molecole degli inquinanti,
2) i fumi posso essere filtrati entro certi limiti e le ceneri abbattute sono rifiuti speciali pericolosi che vanno opportunamente trattati

Un metodo che mi è parso più convincente e quello di utilizzare i fanghi in misura del 20% con il combustibile per i cementifici : in questa circostanza le temperature dei forni di cottura del cemento vanno dai 1400° ai quasi 2000°, contro i 900/ 1000° degli inceneritori, con la quasi totale distruzione delle molecole dei composti tossici evitando la formazione di diossine e senza compromettere le caratteristiche del cemento. In oltre i forni dei cementifici ci sono già e non richiedono modifiche particolari.

L'altro sistema che sempre più efficace della termo-valorizzazione e la pirolisi. In pratica il surriscaldamento in assenza di ossigeno che degrada le sostanze fino a ridurle in un composto inerte estraendone i gas che possono essere reimpiegati nel processo stesso, che però risultano insufficienti a soddisfare la richiesta energetica del sistema e non lascia margini di profitto.
Altro metodo interessante è l’ossidazione a umido www.ladurnerambiente.it/539.pdf che promette una riduzione a sabbia inerte, (riutilizzabile in edilizia o altro) la maggior parte dei fanghi, attraverso una ossidazione in un reattore a pressione con recupero di gas e produzione di acqua calda.


La vetrificazione e la fusione come negli allegati della pagina della fiera di Rimini ECOMONDO (appuntamento da tener presente)
http://www.ecomondo.c...­
Sono da preferire per i rifiuti e fanghi tossici pericolosi
Da questi dati si capisce che la termo-valorizzazione intrapresa come soluzione principale può essere una "scorciatoia" comoda e remunerativa ma non una risposta biocompatibile.
La questione va affrontata con un approccio multiplo che parte da:

1) riduzione della produzione dei fanghi in fase di depurazione, (è interessante anche quanto prospettato da Siemens, http://www.google.it/...­ )

2) alla selezione per composizione,
3) al recupero del biogas,
4) alla stabilizzazione con metodi finalizzati all'impiego, per esempio, in agricoltura magari per produzioni arboricole o floreali-vivaistiche, alla combustione,
5) allo stoccaggio in discarica, a seconda della tipologia dei fanghi e delle realtà territoriali e produttive.
Dagli studi e indagini che ho trovato, tutte queste soluzioni appaiono praticabili a costi ambientali sostenibili ma richiedono un'analisi di fattibilità che va oltre le logiche di mercato con una prospettiva a lungo termine valutandone l'impatto sulla salute e la sostenibilità

A presto
Alberto
Mirko P.
user 2705963
Bologna, BO
Post #: 132
Ottimo riassunto Davide!

L'argomento sembra che riservi sorprese molto interessanti . . .
. . . eppure HERA s.p.a. ha optato subito per l'incenerimento!

Sono "piromani" dentro. . . ;)
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