“Ricerca e innovazione: AQP per la sostenibilità dell’acqua”

1. Convegno 9 novembre | Ecomondo 2023
Giovedì 9 novembre 2023 | Ecomondo, Rimini
Ricerca e innovazione: AQP per la sostenibilità dell’acqua
Fabrizio Dell’Anna
Responsabile ricerca e sviluppo
Acquedotto Pugliese

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Progetti di Ricerca & Sviluppo
La gestione delle risorse idriche sostenibile e circolare
Introduzione
Acquedotto Pugliese (AQP) è impegnato a implementare tecnologiche sempre più avanzate, dai
dissalatori a nuovi sistemi acquedottistici e, insieme, a rigenerare l’intera rete, in un’ottica di risparmio
della risorsa e di rispetto per la natura: depurazione e riutilizzo dei reflui costituiscono uno degli assi
principali della strategia aziendale, insieme alla produzione di energia elettrica pulita.
La natura stessa del Gruppo e del servizio che offre, la capacità di ridare e non sottrarre risorse al
territorio, porta l’Acquedotto Pugliese ad essere sempre più sostenibile e circolare. L’acqua è davvero
un valore condiviso e per questo le azioni strategiche aziendali sono strettamente correlate ad obiettivi
di sviluppo sostenibile, con una gestione che consente di migliorare le condizioni, sociali ed
economiche, della comunità in cui si opera, garantendo la disponibilità e la miglior gestione possibile
dell'acqua.
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Premessa
• Per promuovere un modello di bioeconomia circolare
bisogna partire dall’uso efficiente delle risorse
rinnovabili.
• Acquedotto Pugliese mira ad una gestione sostenibile
del Sistema Idrico Integrato, anche con la gestione di
184 impianti di trattamento delle acque reflue, presidi
sanitari a tutela del territorio e della qualità di vita
complessiva dell'area servita, che hanno l'esclusivo
compito di restituire al loro ciclo naturale e con
modalità compatibili e rispettose dell'ambiente, le
acque provenienti dalle abitazioni dei cittadini
allacciate regolarmente alla pubblica fognatura.
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Obiettivi Agenda ONU 2030
• Uno degli obbiettivi del PNRR è di trasformare gli
impianti di trattamento delle acque reflue in vere e
proprie «fabbriche verdi», perché quello che è
considerato un rifiuto o uno scarto può essere una
grande risorsa per l’economia circolare e per la
bioeconomia.
• Il riuso irriguo dei reflui trattati e il riciclo dei fanghi di
depurazione sono obiettivi dell'Agenda 2030 delle
Nazioni Unite per lo Sviluppo Sostenibile, per la quale
Acquedotto Pugliese è fortemente impegnato con
l’adozione di un Piano di Sostenibilità.
• Progetti di ricerca e innovazione di AQP sono orientati
verso questi obiettivi di sostenibilità.
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Progetto BFBioS – Biofuel and Biomethane from Sludge -
Progetto di sperimentazione per estrazione Biodiesel e
Biometano da fanghi di depurazione reflui civili
Obiettivi di Sviluppo Sostenibile
GOAL 9 COSTRUIRE UN’INFRASTRUTTURA RESILIENTE E PROMUOVERE L’INNOVAZIONE E UNA INDUSTRIALIZZAZIONE
EQUA,RESPONSABILE E SOSTENIBILE
•Il Goal 9 promuovere l’innovazione e una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile.
•Target 9.5, entro il 2030 potenziare la ricerca scientifica, promuovere le capacità tecnologiche dei settori industriali in
tutti i paesi
GOAL 12 GARANTIRE MODELLI SOSTENIBILI DI PRODUZIONE E CONSUMO
•In linea con il principio del “doing more and better with less”, il Goal 12 promuove modelli di Produzione e Consumo
Sostenibile (PCS) finalizzati alla riduzione dell’impronta ecologica dei sistemi socio-economici (consumo di risorse
naturali rispetto alla capacità naturale di rigenerazione) Gestione sostenibile dell’acqua
•Target 12.2 - Entro il 2030, raggiungere la gestione sostenibile e l’uso efficiente delle risorse naturali.
•Target 12.5 Entro il 2030, ridurre in modo sostanziale la produzione di rifiuti attraverso la prevenzione, la riduzione, il
riciclaggio e il riutilizzo;
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AQP è il primo gestore in Italia a sperimentare una tecnologia innovativa che riduce la quantità di fanghi prodotti, recuperando il loro potenziale chimico-energetico,
creando un sistema virtuoso.
AQP ha ricevuto il premio CeoforLife Awards 2023, assegnato alle migliori progettualità aziendali in grado di unire sostenibilità e cura per l'ambiente sulla base di quattro
parametri (ambiente, impatto sociale, salute e benessere, innovazione).

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Progetti di Ricerca & Sviluppo
c
AQP è partner del progetto di
ricerca industriale e sviluppo
sperimentale denominato
BFBioS, finanziato dalla
Regione Puglia nell’ambito
del P.O. FESR PUGLIA 2014 –
2020. - Asse VI, Azione 6.4 -
Attività 6.4.1 -.
Obiettivi
Massimizzare la sostenibilità
energetica dell’intera filiera di
trattamento delle acque di
depurazione con
un’attenzione particolare
rivolta ai fanghi prodotti
Benefici attesi
Valorizzare i fanghi di
depurazione ottenuti dal
normale trattamento delle
acque attraverso estrazione e
produzione di biocarburanti.
Strutturare tutte le linee di
trattamento con processi ad
alta efficienza ed a bassa
richiesta di energia.
Progetto BFBioS – Biofuel and Biomethane from Sludge -
Progetto di sperimentazione per estrazione Biodiesel e
Biometano da fanghi di depurazione reflui civili
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
DEPURATORE
FANGHI
DEPURAZIONE Biodiesel
Fango di processo
essiccato a bassa
temperatura
Recupero del potenziale
chimico – energetico dei
fanghi di depurazione e
riduzione del loro volume
Ottimizzazione del sistema
depurativo
Sostenibilità economica
Tutela ambientale
Produzione di fango di
processo ad alto potere
calorifico
Progetto BFBioS – Biofuel and Biomethane from Sludge -
Progetto di sperimentazione per estrazione Biodiesel e
Biometano da fanghi di depurazione reflui civili
Comparto
SII
Fine
Progetto
Durata Partner Budget
Acquedotto
Depurazione
smaltimento
fanghi
30.06.2023 24 mesi
✓ Acquedotto Pugliese SpA
✓ CNR – IRSA
✓ ENGEO Soc. Coop. a.r.l.
✓ T&A Srl - Tecnologia e
Ambiente Srl
✓ Vitone ECO Srl
✓ The Hub Bari srl
TOTALE
1.325.000,00 €
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
IMPIANTO DI DEPURAZIONE LECCE
TECNOLOGIA CNR-IRSA ESTRAZIONE LIPIDI
ESTRATTORE TERMICO A BASSA TEMPERATURA
IMPIANTO PILOTA PURIFICAZIONE DEL BIOGAS
PRODUZIONE METANO
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Progetto BFBioS – Biofuel and Biomethane from Sludge - Progetto
di sperimentazione per estrazione Biodiesel e Biometano da fanghi
di depurazione reflui civili
Sperimentazione
Tecnologie innovative
per la costruzione di un
modello di economia
circolare per il
trattamento dei fanghi
da depurazione di reflui
civili - Estrazione
Biodiesel e Biometano
OR1: Estrazione di Lipidi
e trasformazione in
Biodiesel
OR2: Digestione
anaerobica dei
fanghi residuali a
seguito estrazione
dei lipidi
OR3: Estrazione
Biometano
mediante lavaggio
chimico del biogas
OR4: Essiccamento
termico a bassa
temperatura
Impatto del progetto generato: Realizzazione di un impianto
dimostrativo scalabile e modulare, su scala reale, per l’estrazione di
lipidi dai fanghi di depurazione con una tecnologia specifica brevettata
“solvent-free” e la loro successiva trasformazione in biodiesel e
riduzione del volume fanghi prodotti. Installazione di un impianto
pilota per la raffinazione del biogas a biometano.
Impatto del progetto nel futuro: Utilizzo del potenziale energetico dei
reflui grezzi entranti nei depuratori per l’autosostentamento degli
impianti BFBioS (medio periodo) e dell’intero processo depurativo
(lungo periodo) attraverso l’implementazione delle nuove tecnologie
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
IMPIANTO PILOTA
PURIFICAZIONE DEL
BIOGAS
PRODUZIONE
BIOMETANO
OR3
GRUPPO DI
COGENERAZIONE
DISIDRATAZIONE
MECCANICA FANGHI
CENTRIFUGA
ESSICCAMENTO A
BASSA TEMPERATURA
MONITORAGGIO
DELLE EMISSIONI
VALUTAZIONE DEI POSSIBILI DESTINI
IN FUNZIONE DEI DIVERSI GRADI DI
ESSISCAMENTO
OR4
Schema Impianto di Depurazione Convenzionale a Fanghi Attivi
ACQUE REFLUE
MUNICIPALI
SEDIMENTAZIONE
PRIMARIA
OSSIDAZIONE
BIOLOGICA
SEDIMENTAZIONE
SECONDARIA
DISINFEZIONE
CHIMICA
POLISHING
FINALE
USCITA ACQUE
DEPURATE
ESTRAZIONE
FANGHI PRIMARI
ESTRAZIONE
FANGHI BIOLOGICI
LINEA FANGHI
IMPIANTI
ESISTENTI
TIPOLOGIA 1
DIGESTIONE
ANAEROBICA
TIPOLOGIA 1
STABILIZZAZIONE
ANAEROBICA
PRODUZIONE
GAS
BIOLOGICO
FANGHI DI RICIRCOLO
FANGHI DI SUPERO
TECNOLOGIA CNR-
IRSA ESTRAZIONE
LIPIDI
TECNOLOGIA CNR-
IRSA
TRASFORMAZIONE
DEI LIPIDI
PRODUZIONE
BIODIESEL
OR1
SPILLAMENTO
FANGHI
PRIMARI
SPILLAMENTO
FANGHI
BIOLOGICI
DI
SUPERO
FANGHI MISTI
PRODUZIONE
BIOGAS
IMPIANTO PILOTA
DIGESTIONE
ANAEROBICA
OR2
FANGHI
RESIDUALI
Network di processi integrati per l’ottenimento di biocarburanti (Biodiesel e Biometano) ed il contenimento finale di fanghi
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Layout impianto macchine complete e finite per disposizione nel container e sotto la tensostruttura
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
1) Trasformazione dei lipidi in Biodiesel conforme agli standard EN14214
2) Fango in uscita dalla fase di recupero lipidi con elevato potere calorifico del secco (paragonabile alla legna
più pregiata), ma aspetto ancora più importante con tenore di metalli pesanti che potrebbero renderlo già
conforme a spandimento su suolo agricolo, rispettando la più recente direttiva nazionale (Decreto Legge
Genova art. 41), soddisfacendo anche i valori soglia del D. lgs 152/06 definiti per un sito contaminato.
RISULTATI
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Apparecchiature nel container per
estrazione lipidi
Tensostruttura e Container
Apparecchiature nel container per
estrazione lipidi
Essiccatore termico a bassa temperatura
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Impianto pilota per l’upgrading del Biogas e Biometano
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Nell’ambito del Programma di Cooperazione Interreg V-A
Grecia-Italia 2014-2020, Acquedotto Pugliese ha
realizzato una innovativa tecnologia in grado di migliorare
ulteriormente la qualità dell’acqua destinata all’uso irriguo
grazie all’abbattimento dei cosiddetti inquinanti
«emergenti» (farmaci, ormoni…) i cui limiti nelle acque
trattate per il riuso dovranno essere rispettati con l’entrata
in vigore del Regolamento Europeo n. 2020/741 del
25/05/2020 a partire dal 26 giugno 2023.
L’impianto pilota è stato realizzato presso il depuratore di
Gallipoli ed è in grado di trattare 20 mc/die (0,24 l/s). Ad
oggi le acque trattate sono utilizzate per l’irrigazione del
verde urbano e per il lavaggio delle strade.
Progetto Re-Water
Re-Water è stato selezionato come progetto CTE «Faro» dall’Agenzia per la Coesione Territoriale, che si è distinto per la qualità dei
risultati raggiunti e per la capacità di produrre cambiamenti significativi e durevoli in risposta alle sfide dei diversi territori.
In data 18/11/2021 è stata depositata domanda di brevetto per Invenzione Industriale n.102021000028856 a titolarità Acquedotto
Pugliese S.p.A. dal titolo: "Impianto di trattamento di acque reflue"
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
Gli impianti di affinamento ai fini del riutilizzo: Affinamento di Gallipoli
IMPIANTO DI
AFFINAMENTO
Realizzato dal Comune di Gallipoli nel 2007 e
preso in gestione ed attivato da AQP nel 2010
Portata media giornaliera: 500 mc/h
Caratteristiche uscita affinamento:
DM 185/03
Volume recuperabile annuo: 4.380.000 mc/anno
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
IMPIANTO DI AFFINAMENTO
GALLIPOLI
Rimozione fosforo
Rimozione Solidi
Sospesi Totali
Disinfezione e
Debatterizzazione
Acque reflue
affinate
Punto di prelievo refluo
per impianto pilota
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
Re-Water project: Application of technological innovation on the existing wastewater treatment plants
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
9
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
ABBATTIMENTO SOSTANZE XENOBIOTICHE, COSIDDETTI INQUINANTI “EMERGENTI”, QUALI FARMACI,ORMONI, DROGHE, PESTICIDI,
ANTIPARASSSITARI ERBICIDI,SOLIDI DISSOLTI E COMPOSTI ORGANICI RECALCITRANTI AL TRATTAMENTO DEPURATIVO DI AFFINAMENTO.
NECESSARIO PROCESSO DI OSSIDAZIONE CHIMICA AVANZATA (AOP) SENZA FORMAZIONE DI COMPOSTI O FANGHI
SCELTA SISTEMA COMBINATO CON RAGGI ULTRAVIOLETTI E ACQUA OSSIGENATA
REATTIVO COSTITUITO DA PEROSSIDO DI IDROGENO (H2O2) PER IL QUALE SI ATTIVA LA DECOMPOSIZIONE IN RADICALI IDROSSILE (•OH)
MEDIANTE RAGGI UV.
FINALITA’
PROCESSO
CHIMICO
REAGENTI
TECNOLOGIA
Specie reattive Redox E°(V)
Fluoro (gas) 2,87
Radicale Ossidrile (HO°)
Ozono (gas)
2,80
2,07
Perossido d’idrogeno (H2O2) 1,78
Permanganato->MnO2 1,70
Cloro (gas) 1,35
Ossigeno (gas) 1,23
Bromo (l) 1,08
Iodio (s) 0,53
I RADICALI IDROSSILE (•OH) SONO GLI AGENTI CON CAPACITÀ
OSSIDATIVA PIÙ ALTA DOPO IL FLUORO
POTERE
OSSIDATIVO
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
0
•UV+ H2O2 → 2HO˙ (Formazione di radicali idrossili)
•HO˙+ RH → R˙ + H2O (Formazione di radicali alchilici)
•R˙+ O2 → ROO˙ (Formazione di radicali alchilperossido)
•ROO˙ + RH → ROOH + R˙ (Formazione di radicali idroperossido)
•ROOH + UV → RO˙ + HO˙ (Formazione di ulteriori radicali).
CHIMICA DI PROCESSO:
•Reazioni favorite aumento temperatura ottimale è compresa tra 20 e 40 °C per evitare che avvengano le reazioni
•HO˙+ HO˙→ H2O2
•2H2O2 → 2H2O + O2 Temperatura di reazione 40-50 °C.
•Controllo anche altri parametri di processo (pH, tempo di reazione) per la selettivita’ del perossido di idrogeno
EFFETTO DELLA
TEMPERATURA
•trattamento combinato UV/H2O2
•prelevati campioni di refluo in uscita dalla stazione di filtrazione a gravità dual-media (sabbia/carbone) dell’impianto di affinamento.
•i campioni prelevati concentrazione di COD tra 15-25 ppm con una punta max di 34 ppm.
•abbattimento del COD iniziale di circa il 30%
DATI SPERIMENTALI DI
LABORATORIO:
•TECNOLOGIA SPERIMENTALE DI AFFINAMENTO SPINTO MAI APPLICATA NELL’AMBITO DEI TRATTAMENTI DEPURATIVI DA
ACQUEDOTTO PUGLIESE SPA.
•Portata prelevata da trattare = 20 mc/d (0,24 l/s);
•Volume reattore in continuo a perfetta miscelazione (CSTR) termostato a 25°C= 1mc;
•n. 1 pompa di calore reversibile;
•n. 2 lampade UV da 290 W cad.,una lunghezza di ciascuna lampada di 1,5 m e un volume irradiato complessivo di circa 95 litri;
•n.1 Serbatoio acqua ossigenata capacità pari a 500 lt;
•N.1 serbatoio da 7800 lt di stoccaggio delle acque trattate;
•n. 1 stazione di carico per le autobotti per il lavaggio strade o irrigazione verde urbano.
DIMENSIONAMENTO
IMPIANTO PILOTA
REATTORE CHIMICO, NON PRESENTE SUL
MERCATO
IMPIANTO PILOTA, PRODUCE CA. 11 MC DI ACQUA AL
GIORNO PER IL LAVAGGIO STRADE O IRRIGAZIONE AREE
PUBBLICHE A VERDE
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
Piping del reattore a perfetta miscelazione (CSTR) termostatato
Pompa di calore
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
Schema funzionale del reattore a perfetta miscelazione (CSTR) termostatato
P=KW 0,55
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Progetti di Ricerca & Sviluppo
o
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
PANORAMICA IMPIANTO
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24. Pagina 24
Progetti di Ricerca & Sviluppo
VISTA LATERALE IMPIANTO VISTA LATERALE IMPIANTO DOPO
RIPRISTINI FINALI
Project Re-water - Eco technologies for the waste water management
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25. Convegno 9 novembre | Ecomondo 2023

26. www.aqp.it
Fabrizio Dell’Anna
Responsabile
Coordinamento e Sviluppo Tecnico Progetti
Direzione Ricerca, Sviluppo e Attività Internazionali
f.dellanna@aqp.it
Acquedotto Pugliese Spa con Unico Azionista Regione Puglia Italy - 70121 Bari, Via Cognetti 36
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27. Acquedotto Pugliese Spa
con Unico Azionista Regione Puglia
Italy - 70121 Bari, Via Cognetti 36
www.aqp.it
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