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Redazione del piano di emergenza straordinario della gestione dei fanghi derivanti dalla depurazione dei reflui...
 

Redazione del piano di emergenza straordinario della gestione dei fanghi derivanti dalla depurazione dei reflui...

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Relazione del Prof. Umberto Fratino, Politecnico di Bari, al Convegno "La gestione dei fanghi rinvenienti dalla depurazione delle acque reflue urbane nell'ATO Puglia"

Relazione del Prof. Umberto Fratino, Politecnico di Bari, al Convegno "La gestione dei fanghi rinvenienti dalla depurazione delle acque reflue urbane nell'ATO Puglia"

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    Redazione del piano di emergenza straordinario della gestione dei fanghi derivanti dalla depurazione dei reflui... Redazione del piano di emergenza straordinario della gestione dei fanghi derivanti dalla depurazione dei reflui... Presentation Transcript

    • Sulle attività svolte per la Redazione del piano di emergenza straordinario dellagestione dei fanghi derivanti dalla depurazione dei reflui urbani, nonché alla definizione delle linee guida per l’individuazione delle migliori strategie di gestione ordinaria del ciclo depurativo ai fini di un corretto riutilizzo e smaltimento del prodotto fanghi Palazzo Storico - Acquedotto Pugliese Bari, 8 febbraio 2013
    • Studio finanziato con CIPE n° 35/2005 APQ fra Regione Puglia e ARPA Puglia (DGR n° 1073 del 04/07/2008) ASSESSORATI REGIONALI COINVOLTIAssessorato alle OO.LL.PP. - Settore Tutela delle AcqueAssessorato all’Ecologia - Settore Rifiuti e Bonifiche TAVOLO TECNICOIstituto di Ricerca sulle Acque (IRSA – CNR);Dipartimento di Ingegneria delle Acque e di Chimica (DIAC – POLIBA);Dipartimento di Biologia e Chimica Agro-Forestale ed Ambientale (DiBCA – UNIBA)con la partecipazione di AQP S.p.A in qualità di soggetto gestore ARTICOLAZIONE DELLE ATTIVITÀ Fase A: Attività di raccolta, integrazione, analisi e valutazione dei dati disponibili Fase B: Attività finalizzate alla predisposizione di un piano di emergenza straordinario Fase C: Identificazione delle linee guida di pianificazione ordinaria, quale strumento attuativo di settore del piano regionale dei rifiuti speciali
    • FASE A: RACCOLTA E VALIDAZIONE DATIDATI FORNITI DA AQPConsistenza degli impianti, produzione fanghi 2007 (per impianto con indicazionedel tipo di smaltimento), AE e caratteristiche sia dell’influente sia dell’effluenteCAMPAGNA SPERIMENTALE (Campionamenti dal 20/10/2008 al 24/11/2008)GRANDI IMPIANTI:1. Bari Est2. Bari Ovest3. Foggia4. Lecce5. Brindisi Fiume Grande6. Taranto GennariniMEDI E PICCOLI IMPIANTI :1. Pietramontecorvino (impianto completo di piccola taglia con refluo civile)2. Cerignola (impianto con acque di vegetazione)3. Gioia del Colle (impianto con scarichi caseari)4. Turi (impianto con stabilizzazione aerobica)5. Melendugno (impianto con scarichi anomali)6. Maglie (impianto consortile)
    • I DATI SPERIMENTALI RACCOLTI DA …… FANGHI ISPESSITI:• solidi totali (IRSA e AQP)• solidi volatili FANGHI SECONDARI* E FANGHI DISIDRATATI:• analiti D.Lgs. 99/92 (ARPA, DiBCA e AQP)• solidi totali, solidi volatili (IRSA e AQP)• test di fitotossicità (DiBCA)• oli minerali (ARPA e AQP)• EOX, LAS, DHPE, NPE, PAH, PCB (IRSA)• PCDD/PCDF e PCB (ARPA) * (solo per gli impianti con elevato carico industriale)
    • QUALCHE CONSIDERAZIONE…… (1/2)OLI MINERALIRisultati analisi AQP e ARPA per la frazione C10-C40 discordanti condifferenze casualiConcentrazioni < 1.000 mg/kg tal quale > 1.000 mg/kg SS (L. 13/2009)SOLIDI VOLATILICon qualche differenza, si evidenzia un funzionamento non sempre ottimaledella digestione e, spesso, il mancato rispetto il limite di 68% di cui allaLR 29/95.
    • QUALCHE CONSIDERAZIONE…… (2/2) METALLI PESANTI Zn e Cu presentano concentrazioni critiche Impianto di Melendugno: concentrazioni di Hg e Zn superiori ai limiti previsti dal D.Lgs. 99/92 MICROINQUINANTI ORGANICI LAS concentrazioni superiori ai 2600 mg/kgSS (ENV.E.3/LM) anche nei fanghi secondariImpianto di Melendugno: concentrazioni di PCDD/F e PCB superiori al limite delENV.E.3/LMTEST DI FITOTOSSICITÀIndice di germinazione Ig con metodica IRSA CNRRisultati non soddisfacenti, fatta eccezione per l’impianto di Brindisi
    • STIMA DELLA PRODUZIONE DI FANGHI (1/2)Produzione fanghi primari (t/d) = 0,6 × Qi × SSTi/106Produzione fanghi secondari = 0,25 × COD abbattuto in vasca +Solidi inerti dai SS da aggiungere al fango secondario (età del fangomedia di 10 giorni)Tenendo conto che :Per gli impianti Imhoff → produzione pari al 40% dei SSTiPer gli impianti dotati di defosfatazione → incremento del 10%Per gli impianti gestiti dai comuni → una produzione determinatadal prodotto fra gli AE della DGR 25/2006 e il carico specificogiornaliero di 49,15 g/(AE×d) che è quello medio ponderato sugliimpianti gestiti da PURA.
    • STIMA DELLA PRODUZIONE DI FANGHI (2/2)Ammesso che i solidi volatili nei fanghi grezzi primari e secondarisiano il 70% e in quelli digeriti pari al 67,5% per il limitatoabbattimento in digestione, spesso legata ad una conduzione inambiente anaerobico a temperatura ambiente.Si ottiene una produzione valutata sulla base degli AE dicui alla DGR 25/2006, nell’ipotesi di ritenere valide leconcentrazioni del refluo in ingresso ed uscita fornite daPURA, di circa 72 000 t/anno di secco* a fronte di unconsuntivo AQP dichiarato nel 2007 pari a 26760 t/annodi secco. *cui sarebbero da aggiungere altri 6000 t/anno dei comuni non gestiti da AQ
    • Categoria 1 Categoria 2 Categoria 3 Categoria 4 Province Totale Impianti con rilevante carico Impianti che trattano bottini e Impianti di bassa potenzialità Impianti con carico tipicamente industriale acque vegetazione con scarsa stabilizzazione civileBA 12.454 1.696 214 11.820 + 2* 26.184 + 2*BAT 1.879 1.024 + 37* - 5.054 + 100* 7.957 + 137*BR 1.258 2.291 + 11* 374 2.689 6.612 + 11*FG 3.108 1.345 + 86* - 8.551 + 244* 13.004 + 331*LE 2.206 3.168 + 110* 357 4114 + 11* 9845 + 121*TA 4.766 4.220 - 5030 + 42+ 14.016 + 42*Totale 25.671 13.744 + 244* 945 37258 + 399* 77.618 + 644* * Quantità aggiuntive previste per la defosfatazione CATEGORIA 1 - grandi impianti con componente industriale e/o con scarichi anomali CATEGORIA 2 - impianti che ricevono bottini e/o acque di vegetazione CATEGORIA 3- impianti con bassa capacità di stabilizzazione (Imhoff e letti percolatori) CATEGORIA 4 - impianti che trattano prevalentemente liquami civili
    • TA; 14059 tSS; 18% BA; 26185 tSS; 34%LE; 9966 tSS; 13% FG; 13335 tSS; 17% BAT; 8094 tSS; 10% BR; 6622 tSS; 8%
    • BA BAT BR cat. 1 cat. 1 19% 23% cat. 4cat. 4 40% cat. 145% 48% cat. 2 13% cat. 4 64% cat. 2 cat. 3 35% 0% cat. 3 cat. 2 cat. 3 1% 6% 6% LE FG TA cat. 1 cat. 1 22% 23% cat. 4 cat. 1 cat. 4 36% 34% 41% cat. 2 11%cat. 4 cat. 366% 0% cat. 2 cat. 3 cat. 3 33% 0% 4% cat. 2 30%
    • SUPERFICI AGRICOLE POTENZIALMENTE DISPONIBILI PER IL RIUTILIZZO D. Lgs. 99/92 R. R. 2/89 L. R. 29/95 Allegato 3 D.G.R. Puglia 2460/08 (condizionalità) R.R. 15/08 e R.R. 28/08 (ZPS) Allegato 2 D.G.R. 883/07 (PTA) D.G.R. 2036/05 e D.G.R. 19/07 (zone vulnerabili da nitrati) AdB Puglia _ Piano Stralcio di Bacino per l’Assetto Idrogeologico PTTR – Carta Idrogeomorfologica
    • INFORMAZIONI UTILIZZATE DIVIETI BANCHE DATIsuperfici non interessate da attività agricola Corinea meno di 30 m di distanza dall’inizio dell’arenile aree demanialiterreni allagati o saturi d’acqua, gelati, innevati, soggetti ad esondazioni o PAIinondazioni naturali, acquitrinosi o con falda acquifera affiorante o confrane in attoterreni soggetti a vincolo idrogeologico PUTTterreni con pendenze maggiori del 15% pendenzeterreni con pH inferiore a 5 progetto ACLA2terreni con C.S.C. inferiore a 8 meq/100 g progetto ACLA2suoli aventi una dotazione naturale di sostanza organica superiore a 5% progetto ACLA2zone di protezione speciale idrogeologica di tipo A e B PTA1000 m da captazioni idropotabili PTA500 m da captazioni idriche destinate ad altro uso PTA200 m da corsi d’acqua superficiali carta idrogeomorfologica500 m da autostrade e strade statali, 300 m da strade provinciali, 100 m da stradestrade comunali (si è considerato il limite di 500 m anche dai trattiferroviari)a meno di 300 m dagli insediamenti abitativi centri abitatiterreni con colture orticole e frutticole i cui prodotti sono normalmente a Sigriacontatto con il terreno e consumati crudipascoli e prati stabili Corinezone ZPS aree protette
    • IPOTESI DI LAVOROA. tutte le superfici disponibili al 100%;B. 50% seminativi, 100% altre superfici;C. 75% aree prevalentemente occupate da colture agrarie con la presenza di spazi naturali importanti, aree agroforestali e sistemi colturali e particellari complessi, 50% colture temporanee associate a colture permanenti, 33% seminativiSuccessivamente si sono esclusi oliveti e vigneti ed applicaticoefficienti riduttivi per suoli con spessore 15, 30 e 50 cm
    • Codice di Buona Pratica Agricola richiesta di azoto delle colture contenuto medio di azoto nei fanghi pari al 5% SS quantitativi di fango applicabili:• 6 tSS/ha nel triennio per seminativi, colture temporanee associate a colture permanenti, sistemi colturali e particellari complessi, aree prevalentemente occupate da colture agrarie con presenza di spazi naturali importanti, aree agroforestali;• 8,1 tSS/ha nel triennio per i vigneti;• 7,8 tSS/ha nel triennio per frutteti e frutti minori;• 8,4 tSS/ha nel triennio per gli oliveti.
    • 25,00 20,00 15,00FS 10,00 5,00 0,00 BA BAT BR FG LE TA REGIONE tutte le colture 3,74 10,15 10,07 23,56 8,79 3,62 8,94 esclusi oliveti 1,48 6,42 4,13 21,48 3,04 2,65 6,03 esclusi oliveti e vigneti 1,11 2,41 2,99 17,40 1,97 2,19 4,48
    • FASE B - PIANO DI EMERGENZAPRODUZIONE DI FANGHI fanghi non idonei allusoNel 2007 negli impianti gestiti uso agricolo o compostaggio; agricolo; 25671 tSS;da AQP sono state prodotti 37657 tSS; 33%circa 26.800 tSS dei quali: 48%  14.243 in agricoltura uso agricolo da  2.427 in discarica compostaggio; 945 tSS; verificare; 13988 tSS;  10.197 al compostaggio 1% 18%
    • CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI elevata concentrazione di fanghi attivi nella vasca di ossidazione carico elevato di fanghi nei sedimentatori secondari bassa concentrazione di solidi nel fango ispessito a monte della digestione digestione anaerobica a freddo (produzione di biogas da utilizzare per mantenere caldo il reattore in condizioni mesofile = 32-38 °C) scarsa efficienza dei sistemi di disidratazione dei fanghiQUALITÀ DEL REFLUO scarichi industriali trattati assieme ai reflui domestici presenza di Zn ad elevata concentrazione scarichi di frantoi nel periodo della molitura delle olive
    • SMALTIMENTO PER I FANGHI NON IDONEI ALL’USO AGRICOLO E NON UTILIZZABILIDiscarica(il limite del DOC nel test dell’eluato superato con DM 27/07/2010;rispetto del limite del 25% per i solidi totali)Recupero per co-incenerimento in regime ordinario(verifica della disponibilità di cementifici e centrali termiche acombustibile solido dove poter conferire fanghi essiccatitermicamenteSmaltimento mediante processi di incenerimento(impianti esistenti per lo smaltimento di rifiuti urbani o impiantispecifici di ossidazione in fase umida)
    • FASE C - LINEE GUIDA DI PIANIFICAZIONE ORDINARIA A) CONTROLLO DI QUALITÀ DEGLI SCARICHI  controllo vendita al dettaglio di oli minerali, officine, stazioni di servizio  divieto di utilizzare in agricoltura fanghi da impianti che trattano rifiuti liquidi (Allegato B D.M. 367/03) B) CONTROLLO DI FUNZIONALITÀ DELLE LINEE  Verifica delle funzionalità e del dimensionamento delle unità operatrici della linea fanghi  ispessimento atto a garantire una concentrazione di solidi del 4%  digestione anaerobica in condizioni mesofile  Massimizzazione della concentrazione di solidi dopo disidratazione meccanica (non inferiore al 25%)
    • C) STRATEGIE DI GESTIONE (1/3)Interventi sulla linea acqueminimizzazione produzione di fanghi (meccanismi di lisi cellulare ovvero dimetabolismo disaccoppiato, ecc)Interventi sulla linea fanghiriduzione produzione di fanghi (ossidazione della frazione organica conprocessi chimici o termici o disintegrazione della biomassa cellulare conprocessi chimici, fisici o termici)Uso diretto in agricolturauso diretto di fanghi idonei stabilizzati e disidratati prodotti dagliimpiantiCompostaggio (ammendante compostato misto)per fanghi idonei all’uso agricolo per composizione e origine mascarsamente stabilizzati e/o in esubero rispetto alla disponibilità dei suoli
    • C) STRATEGIE DI GESTIONE (2/3)Digestione anaerobica in impianti di depurazione centralizzatiUtilizzo dei digestori anaerobici esistenti ai fini della massimizzazionedella produzione di energia elettrica dal biogasDigestione anaerobica in impianti esterniNel caso di fanghi non idonei all’uso agricolo utilizzo di impianti esternidedicati al trattamento della frazione organica derivante daitrattamenti meccanico-biologici di produzione del CDRRecupero di materia e energia in cementifici, centri di produzionedi energia da biomasseNel caso di fanghi non idonei all’uso agricolo destinati al recupero dimateria e energia in cementificio, in centrali a carbone o in centrali diproduzione di energia da biomasse (coincenerimento) previoessiccamento termico (vedi caso di Taranto Bellavista)
    • C) STRATEGIE DI GESTIONE (3/3)Impianti centralizzati di trattamento termicoRealizzazione di due impianti realizzati in posizione baricentricadedicati al trattamento termico di fanghi non idonei all’uso agricolomediante processo integrato di essiccamento termico edincenerimento con forno a letto fluidoTotale autosostenibilità energetica (calore sensibile dei fumiderivanti dal processo di combustione recuperato in una caldaiatradizionale con produzione di vapore a media pressione dautilizzare per l’essiccamento dei fanghi in contatto indiretto)
    • IL QUADRO COMPLESSIVO? Fanghi idonei alluso agricolo o alFanghi non idonei alluso agricolo compostaggio 25.671 t secco (33%) 37.657 t secco (48%) Fanghi da avviare alluso agricolo Fagnhi da avviare a previa verifica delle caratteristiche compostaggio 13.988 t secco (18%) 945 t secco (1%)
    • CRITICITÁ PER LO SMALTIMENTO qualità dei fanghi prodotta non rispondente ai limiti fissati dal D.Lgs. 99/1992 e dalla normativa regionale per lo smaltimento in agricoltura superamento del limite del 68% nei solidi volatili per insufficiente stabilizzazione del fango valori delle concentrazioni dei metalli pesanti molto vicini ai limiti di legge ed in qualche caso superiori (Zn) risultati del test di fitotossicità non positivi possibilità di smaltimento in discarica preclusa con la piena applicazione del DM 27/07/2010 capacità residue delle discariche esistenti non sufficienti
    • CRITICITÁ DI GESTIONE Possibilità che possano perdersi fanghi nell’effluente, a causa del sovraccarico dei sedimentatori secondari Necessità di provvedere alla piena funzionalità delle sezioni di digestione Necessità di migliorare l ’ efficienza complessiva del condizionamento chimico e della disidratazione dei fanghi anche con la sostituzione delle attuali macchine con altre più efficienti
    • RUOLO DELLA PARTE PUBBLICA1. Realizzazione di una campagna capillare di monitoraggio degli scarichi delle utenze artigianali ed industriali nella pubblica fognatura2. Verifica della disponibilità degli impianti di compostaggio sia per produrre compost misto verde, sia per produrre un compost da destinare a discarica3. Verifica della disponibilità degli impianti di biostabilizzazione a monte delle discariche a ricevere fanghi per avere un prodotto biologicamente stabile da smaltire nella stessa discarica o da destinare ad impianti di CDR4. Aggiornamento ed armonizzazione delle leggi e dei regolamenti, che a vario titolo trattano di fanghi (R. R. 2/1989, LR 29/1995, D.G.R. n° 19/2007, D.G.R. n° 883/2007, R.R. 15/2008, R.R. 28/2008, D.G.R. 2460/2008
    • GRAZIE !!!