«Transizione ecologica e digitale nel servizio idrico integrato
Strumenti, progetti e soluzioni»
Massimo Spizzirri
Responsabile Depurazione e Fognature – ACEAATO 2 SpA
Sostenibilità ed economia circolare: esempi applicativi di simbiosi industriale
Acea ATO2 SpA è il gestore unico del Servizio Idrico Integrato (acquedotto, fognatura e
depurazione) dell’Ambito Territoriale Ottimale n.2 Lazio Centrale – Roma
Infrastrutture Territorio
15.460 km
Rete idrica
7.011 km
Rete fognaria
114
Comuni gestiti
~ 3.800.000
Popolazione servita
residente
705.607
Utenze gestite
162
Impianti di
depurazione (oltre 10
in conduzione)
(dati aggiornati al 01.10.22)
ACEA ATO2 SPA
GAS
2022 vs 2023
(GEN-SET)
L’attuale situazione internazionale geopolitica e finanziaria sta determinando un quadro d’incertezza
assoluto, con particolare riguardo ai costi di energia elettrica e gas
ENERGIA ELETTRICA
2022 vs 2023
(GEN-SET)
IL CONTESTO DI RIFERIMENTO ATTUALE
Necessità e Opportunità
Possibilità
Economia
Circolare
2018
2015 2020 2022
IL CONTESTO DI RIFERIMENTO ATTUALE
Consumo di risorse naturali e impatti
ambientali
Rinnovamento delle materie
prime
In ottica di ciclo lineare, per restituire
all’ambiente acqua depurata, il
processo di trattamento richiede:
Depuratore tradizionale
(WWTP)
Economia Circolare
Bioraffinerie
(WRRF)
La depurazione dei reflui «genera» nuove risorse e
riduce la propria impronta ambientale attraverso
efficientamento tecnologico, recupero energia e
materia per i propri fabbisogni e/o simbiosi industriali
ECONOMIA CIRCOLARE NELLA DEPURAZIONE DEI REFLUI
Piano strategico dei fanghi
Obbiettivi e risultati:
 Riduzione dei fanghi da
smaltire del 43% dal 2017 al
2022 con obbiettivo oltre al
65% a regime
 Recupero energetico
biometano
 Recupero di materia (sabbie –
acque depurate)
Piano Economia Circolare 38,000
66,000
106,000
2025
2022
2017
Fanghi prodotti (ton)
ECONOMIA CIRCOLARE NELLA DEPURAZIONE DEI REFLUI: ACEA ATO 2 SPA
Progetto
• Realizzazione nell’area dell’area del Depuratore ACEA ATO2 di Ostia di un nuovo impianto di
trattamento e recupero dei rifiuti sabbiosi prodotti nell’ambito dell’ATO 2 di Roma.
• L’impianto avrà una propria autonomia tecnica, autorizzativa, logistica e gestionale.
• Provvedimento Autorizzatorio Unico Regionale del 15/07/2022 (tempi di ottenimento: 18 mesi)
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE
ACQUE REFLUE: SOIL WASHING
Obiettivi
• Promuovere l’economia circolare e aumentare la quota di riciclo e recupero di materia
• Offrire un servizio utile al territorio
• Promuovere lo sviluppo sostenibile del sito e la sua valorizzazione tramite attività industriali a
basso impatto ambientale che adottino tecnologie all’avanguardia
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE
ACQUE REFLUE: SOIL WASHING
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: SOIL WASHING
GHIAIA
SABBIA
VAGLIO
SABBIA GHIAIA
Area accettazione rifiuti
Vaglio primario
Stoccaggio
scarti e
sovvalli
Unità di lavaggio
Trattamento biologico
acque di processo
Disidratazione
fanghi
Trattamento chimico-
fisico
Classificatore
sabbie
11
11
121
240
In tonnellate orarie
Potenzialità media di lavaggio rifiuti
Al giorno
Ore di funzionamento
In tonnellate al giorno
Potenzialità media
All’anno
Giorni di funzionamento
Capacità annuale: 29.000 ton di
rifiuti sabbiosi prodotti
nell’ambito del SII ATO2
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: SOIL WASHING
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: SOIL WASHING
Verrà utilizzata
l’acqua scaricata dal
depuratore, inoltre i
reflui di processo
sono trattati e
riutilizzati, circa il
75% dell’acqua di
processo è ricircolata
Con la realizzazione
di una vasca di
raccolta dai piazzali e
dalle coperture, le
acque meteoriche
sono riutilizzate nel
processo di lavaggio
È prevista
l’installazione di un
biofiltro per ridurre il
già limitato impatto
emissivo dell’impianto
Ricircolo e
riutilizzo delle
acque
Recupero acque
meteoriche
Contenimento
emissioni e odori
Sia nell’ambiente di
lavoro che verso
l’esterno, tramite
macchinari dotati di
silenziatori ad alta
efficienza
Contenimento
dei rumori
RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: SOIL WASHING
ENERGIA
250 kW è la potenza elettrica
dell’impianto e dei suoi ausiliari
ACQUA
200 m3/giorno reintegro tramite
l’acqua scaricata dal depuratore
RIFIUTI
121 t/giorno flusso di rifiuti in
ingresso all’impianto
SCARICO
200 m3/giorno di reflui di processo
avviati al trattamento finale presso
il depuratore a fronte dell’attuale
potenzialità residua dello stesso
RECUPERO
85 t/giorno di materiali (sabbia e
ghiaia) da destinare a riutilizzo nel
settore dell’edilizia e lavori stradali
TRAFFICO
9 mezzi/giorno di cui 4-5 in
ingresso e 3-4 in uscita
ACEA ATO 2 intende realizzare, presso il depuratore di Roma Nord e Roma Est, due nuovi impianti di upgrading del
biogas proveniente dal comparto di digestione anaerobica. Lo scopo è quello di ottimizzare il recupero del gas, oggi
principalmente impiegato nelle caldaie a servizio dei digestori, e usufruire dei nuovi incentivi previsti dalla normativa.
Depuratore di Roma Nord - 260 Nm3/h biogas umido Depuratore di Roma Est - 230 Nm3/h biogas umido
Roma Nord Roma Est
Eff. Recupero CH4 [%] > 99% > 99%
Biometano [Sm3/h] 170 (200 di picco) 150 (180 di picco)
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
SCRUBBER
PRETRATTAMENTO
AFFINAMENTO
TRATTAMENTO
CABINA REMI
RETE METANO
UTILITY
biometano non conforme
biometano
biometano
biogas
biogas
biogas
biogas
ricreato
Bypass
desolforato
biogas ricreato
biogas
Misura Fiscale
offgas
Analisi Limiti
standard UTILITY
Analisi Qualità
Livello
GASOMETRO
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
L’impianto completo di upgrading biogas è composto da :
- UNITA’ PRETRATTAMENTO
- unità di deumidificazione  abbassamento del punto di rugiada per
evitare condense a valle
- Soffiante  aumento pressione del biogas per garantire pressione di
aspirazione ottimale al successivo stadio di compressione
- UNITA’ DI AFFINAMENTO
- unità di adsorbimento a carbone attivi  per affinare il biogas
rimuovendo i residui di H2S e COV sfuggiti al comparto di
desolforazione. H2S e COV sono impurità che calano le
performance dell’impianto, degradando inoltre il polimero delle
membrane.
- UNITA’ TRATTAMENTO
- Unità di compressione del biogas
- Unità di upgrading con tecnologia a membrane a tre stadi
19/10/2022
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
- Principio della separazione con le membrane :
 Le membrane hanno una permeabilità diversa a ciascun
componente del biogas
 La diversa concentrazione dei componenti nel biogas comporta
diverse velocità di filtrazione all’interno delle membrane  ciò
permette di separare il metano dagli altri componenti.
 La separazione CH4/CO2 è migliorata se la pressione è elevata
- 2 flussi all’uscita delle membrane:
- Permeato (povero in metano)
- Retentato (ricco in metano)
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
• Stadio 1: Il biogas è immesso nel processo ad una pressione tra i 13 ed i 16 bar(g), in base
alla pressione di rete finale. Il biogas viene separato in un flusso ricco di CH4 (retentato) e in
uno ricco di CO2 (permeato). Il retentato viene inviato allo stadio 2, il permeato allo stadio 3.
• Stadio 2: Il retentato dello stadio 2 (biometano) è ricco di CH4 >97 v/v%. Il biometano è
quindi inviato all’unità di immissione nella rete (analisi conformità, depressurizzazione, ecc.).
Il permeato viene ricircolato e miscelato con il biogas in ingresso, al fine di recuperare i
residui di CH4 rimanenti.
• Stadio 3: Il retentato viene ricircolato e miscelato con il biogas in ingresso, al fine di
recuperare i residui di CH4 rimanenti. Il permeato rappresenta lo «scarto» di processo
ovvero “offgas”, con un contenuto residuo di CH4 compreso tra lo 0,5 v/v% e l’1 v/v%.
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
L’offgas contiene, seppur in misura ridotta, bassi tenori di CH4 che verrebbero potenzialmente immessi in atmosfera.
Il GWP100 del CH4 è pari a 28 kgC02eq. rendendo pertanto necessaria una sua rimozione.
Le tecnologie più comuni per il trattamento sono:
• Incenerimento in post-combustione  impianti di grandi dimensioni
• Compensazione della CO2 eq. emessa (piantumazione, ecc.)  impianti
di piccole dimensioni
• Canalizzazione e recupero per lo sviluppo di biomassa quale microalghe
(in fase di sperimentazione con impianti pilota, interessanti nuovi sviluppi)
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
Impianto RTO (combustione termica rigenerativa) a tre camere
 Efficienza abbattimento > 99%
 TOC < 20 mgC/Nm3
Composizione tipica RTO
 Camera di combustione
 Camera A: pre-riscaldamento
 Camera B: recupero termico su massa ceramica
 Camera C: camera di lavaggio riduzione SOV non ossidate
Le tre camere si alterano per garantire il ciclo in continuo.
RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
REFLUE: UPGRADING BIOGAS
GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Sostenibilità ed economia circolare: esempi applicativi di simbiosi industriale

  • 1.
    «Transizione ecologica edigitale nel servizio idrico integrato Strumenti, progetti e soluzioni»
  • 2.
    Massimo Spizzirri Responsabile Depurazionee Fognature – ACEAATO 2 SpA Sostenibilità ed economia circolare: esempi applicativi di simbiosi industriale
  • 3.
    Acea ATO2 SpAè il gestore unico del Servizio Idrico Integrato (acquedotto, fognatura e depurazione) dell’Ambito Territoriale Ottimale n.2 Lazio Centrale – Roma Infrastrutture Territorio 15.460 km Rete idrica 7.011 km Rete fognaria 114 Comuni gestiti ~ 3.800.000 Popolazione servita residente 705.607 Utenze gestite 162 Impianti di depurazione (oltre 10 in conduzione) (dati aggiornati al 01.10.22) ACEA ATO2 SPA
  • 4.
    GAS 2022 vs 2023 (GEN-SET) L’attualesituazione internazionale geopolitica e finanziaria sta determinando un quadro d’incertezza assoluto, con particolare riguardo ai costi di energia elettrica e gas ENERGIA ELETTRICA 2022 vs 2023 (GEN-SET) IL CONTESTO DI RIFERIMENTO ATTUALE
  • 5.
    Necessità e Opportunità Possibilità Economia Circolare 2018 20152020 2022 IL CONTESTO DI RIFERIMENTO ATTUALE Consumo di risorse naturali e impatti ambientali Rinnovamento delle materie prime
  • 6.
    In ottica diciclo lineare, per restituire all’ambiente acqua depurata, il processo di trattamento richiede: Depuratore tradizionale (WWTP) Economia Circolare Bioraffinerie (WRRF) La depurazione dei reflui «genera» nuove risorse e riduce la propria impronta ambientale attraverso efficientamento tecnologico, recupero energia e materia per i propri fabbisogni e/o simbiosi industriali ECONOMIA CIRCOLARE NELLA DEPURAZIONE DEI REFLUI
  • 7.
    Piano strategico deifanghi Obbiettivi e risultati:  Riduzione dei fanghi da smaltire del 43% dal 2017 al 2022 con obbiettivo oltre al 65% a regime  Recupero energetico biometano  Recupero di materia (sabbie – acque depurate) Piano Economia Circolare 38,000 66,000 106,000 2025 2022 2017 Fanghi prodotti (ton) ECONOMIA CIRCOLARE NELLA DEPURAZIONE DEI REFLUI: ACEA ATO 2 SPA
  • 8.
    Progetto • Realizzazione nell’areadell’area del Depuratore ACEA ATO2 di Ostia di un nuovo impianto di trattamento e recupero dei rifiuti sabbiosi prodotti nell’ambito dell’ATO 2 di Roma. • L’impianto avrà una propria autonomia tecnica, autorizzativa, logistica e gestionale. • Provvedimento Autorizzatorio Unico Regionale del 15/07/2022 (tempi di ottenimento: 18 mesi) RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING
  • 9.
    Obiettivi • Promuovere l’economiacircolare e aumentare la quota di riciclo e recupero di materia • Offrire un servizio utile al territorio • Promuovere lo sviluppo sostenibile del sito e la sua valorizzazione tramite attività industriali a basso impatto ambientale che adottino tecnologie all’avanguardia RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING
  • 10.
    RECUPERO DI MATERIANELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING GHIAIA SABBIA VAGLIO SABBIA GHIAIA Area accettazione rifiuti Vaglio primario Stoccaggio scarti e sovvalli Unità di lavaggio Trattamento biologico acque di processo Disidratazione fanghi Trattamento chimico- fisico Classificatore sabbie
  • 11.
    11 11 121 240 In tonnellate orarie Potenzialitàmedia di lavaggio rifiuti Al giorno Ore di funzionamento In tonnellate al giorno Potenzialità media All’anno Giorni di funzionamento Capacità annuale: 29.000 ton di rifiuti sabbiosi prodotti nell’ambito del SII ATO2 RECUPERO DI MATERIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING
  • 12.
    RECUPERO DI MATERIANELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING Verrà utilizzata l’acqua scaricata dal depuratore, inoltre i reflui di processo sono trattati e riutilizzati, circa il 75% dell’acqua di processo è ricircolata Con la realizzazione di una vasca di raccolta dai piazzali e dalle coperture, le acque meteoriche sono riutilizzate nel processo di lavaggio È prevista l’installazione di un biofiltro per ridurre il già limitato impatto emissivo dell’impianto Ricircolo e riutilizzo delle acque Recupero acque meteoriche Contenimento emissioni e odori Sia nell’ambiente di lavoro che verso l’esterno, tramite macchinari dotati di silenziatori ad alta efficienza Contenimento dei rumori
  • 13.
    RECUPERO DI MATERIANELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: SOIL WASHING ENERGIA 250 kW è la potenza elettrica dell’impianto e dei suoi ausiliari ACQUA 200 m3/giorno reintegro tramite l’acqua scaricata dal depuratore RIFIUTI 121 t/giorno flusso di rifiuti in ingresso all’impianto SCARICO 200 m3/giorno di reflui di processo avviati al trattamento finale presso il depuratore a fronte dell’attuale potenzialità residua dello stesso RECUPERO 85 t/giorno di materiali (sabbia e ghiaia) da destinare a riutilizzo nel settore dell’edilizia e lavori stradali TRAFFICO 9 mezzi/giorno di cui 4-5 in ingresso e 3-4 in uscita
  • 14.
    ACEA ATO 2intende realizzare, presso il depuratore di Roma Nord e Roma Est, due nuovi impianti di upgrading del biogas proveniente dal comparto di digestione anaerobica. Lo scopo è quello di ottimizzare il recupero del gas, oggi principalmente impiegato nelle caldaie a servizio dei digestori, e usufruire dei nuovi incentivi previsti dalla normativa. Depuratore di Roma Nord - 260 Nm3/h biogas umido Depuratore di Roma Est - 230 Nm3/h biogas umido Roma Nord Roma Est Eff. Recupero CH4 [%] > 99% > 99% Biometano [Sm3/h] 170 (200 di picco) 150 (180 di picco) RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 15.
    SCRUBBER PRETRATTAMENTO AFFINAMENTO TRATTAMENTO CABINA REMI RETE METANO UTILITY biometanonon conforme biometano biometano biogas biogas biogas biogas ricreato Bypass desolforato biogas ricreato biogas Misura Fiscale offgas Analisi Limiti standard UTILITY Analisi Qualità Livello GASOMETRO RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 16.
    L’impianto completo diupgrading biogas è composto da : - UNITA’ PRETRATTAMENTO - unità di deumidificazione  abbassamento del punto di rugiada per evitare condense a valle - Soffiante  aumento pressione del biogas per garantire pressione di aspirazione ottimale al successivo stadio di compressione - UNITA’ DI AFFINAMENTO - unità di adsorbimento a carbone attivi  per affinare il biogas rimuovendo i residui di H2S e COV sfuggiti al comparto di desolforazione. H2S e COV sono impurità che calano le performance dell’impianto, degradando inoltre il polimero delle membrane. - UNITA’ TRATTAMENTO - Unità di compressione del biogas - Unità di upgrading con tecnologia a membrane a tre stadi 19/10/2022 RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 17.
    - Principio dellaseparazione con le membrane :  Le membrane hanno una permeabilità diversa a ciascun componente del biogas  La diversa concentrazione dei componenti nel biogas comporta diverse velocità di filtrazione all’interno delle membrane  ciò permette di separare il metano dagli altri componenti.  La separazione CH4/CO2 è migliorata se la pressione è elevata - 2 flussi all’uscita delle membrane: - Permeato (povero in metano) - Retentato (ricco in metano) RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 18.
    • Stadio 1:Il biogas è immesso nel processo ad una pressione tra i 13 ed i 16 bar(g), in base alla pressione di rete finale. Il biogas viene separato in un flusso ricco di CH4 (retentato) e in uno ricco di CO2 (permeato). Il retentato viene inviato allo stadio 2, il permeato allo stadio 3. • Stadio 2: Il retentato dello stadio 2 (biometano) è ricco di CH4 >97 v/v%. Il biometano è quindi inviato all’unità di immissione nella rete (analisi conformità, depressurizzazione, ecc.). Il permeato viene ricircolato e miscelato con il biogas in ingresso, al fine di recuperare i residui di CH4 rimanenti. • Stadio 3: Il retentato viene ricircolato e miscelato con il biogas in ingresso, al fine di recuperare i residui di CH4 rimanenti. Il permeato rappresenta lo «scarto» di processo ovvero “offgas”, con un contenuto residuo di CH4 compreso tra lo 0,5 v/v% e l’1 v/v%. RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 19.
    L’offgas contiene, seppurin misura ridotta, bassi tenori di CH4 che verrebbero potenzialmente immessi in atmosfera. Il GWP100 del CH4 è pari a 28 kgC02eq. rendendo pertanto necessaria una sua rimozione. Le tecnologie più comuni per il trattamento sono: • Incenerimento in post-combustione  impianti di grandi dimensioni • Compensazione della CO2 eq. emessa (piantumazione, ecc.)  impianti di piccole dimensioni • Canalizzazione e recupero per lo sviluppo di biomassa quale microalghe (in fase di sperimentazione con impianti pilota, interessanti nuovi sviluppi) RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 20.
    Impianto RTO (combustionetermica rigenerativa) a tre camere  Efficienza abbattimento > 99%  TOC < 20 mgC/Nm3 Composizione tipica RTO  Camera di combustione  Camera A: pre-riscaldamento  Camera B: recupero termico su massa ceramica  Camera C: camera di lavaggio riduzione SOV non ossidate Le tre camere si alterano per garantire il ciclo in continuo. RECUPERO DI ENERGIA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE: UPGRADING BIOGAS
  • 21.