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Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
Ing. Mirko Amalfitano
Bologna, Museo del Patrimonio Industriale, Fornace Galotti
ENERGIA DA COGENERAZIONE E DA FONTI RINNOVABILI
Soluzioni finalizzate all’efficienza energetica
19 Maggio 2007
IL GRUPPO AIMAG
Aimag Spa gestisce servizi energetici, ambientali e tecnologici per circa 200.000 abitanti in 22 comuni delle province di Modena, Mantova e Verona:
• Acqua;• Gas;• Depurazione; • Illuminazione pubblica • Igiene ambientale
Dal 2004 distribuzione Gas ad Anzola EmiliaDal 2006 servizio idrico Colognola ai Colli
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
Nel comune di Carpi, Aimag gestisce un depuratore da circa 100.000 abitanti equivalenti, che al suo interno ha un digestore anaerobico per il trattamento dei fanghi di depurazione.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
La digestione anaerobica è un processo biologico complesso, per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica presente nei fanghi viene trasformata in biogas costituito principalmente da metano e anidride carbonica.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
La digestione anaerobica comporta:
• La mineralizzazione dei fanghi che risulteranno essere maggiormente stabili; questa caratteristica è fondamentale nelle successive fasi di disidratazione meccanica e, soprattutto, in quelle di smaltimento degli stessi;
• La distruzione degli eventuali microrganismi patogeni presenti nei fanghi;
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
La digestione anaerobica comporta:
• La gassificazione della sostanza organica con produzione di biogas contenente metano ed anidride carbonica oltre ad una gran quantità di altre molecole;
• La gassificazione determina, anche una notevole riduzione del quantitativo dei fanghi che si aggira attorno al 20% del totale caricato, nonché una migliore disidratabilità dei fanghi di risulta.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
• La digestione anaerobica dei fanghi di depurazione viene realizzata in un digestore da 3.600 m³ in singolo stadio;
• Il comparto tratta quotidianamente oltre 200 m³ di fanghi per un totale annuo di oltre 7 tonnellate di sostanza secca.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)I fanghi alimentati al comparto sono riscaldati ad una
temperatura di 32÷35°C ed hanno un tempo di permanenza idraulica nel digestore di oltre 18 gg.;
Durante questo periodo, alla temperatura suddetta ed in assoluta assenza di ossigeno libero, i batteri presenti nei fanghi, operano una demolizione biologica della sostanza organica complessa disgregando le molecole contenenti l’ossigeno che serve loro per le funzioni vitali.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)
CT
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
SITUAZIONE ESISTENTE (2006)Prod Biogas: 60m3/h x 24h/g x 365gg = 525.600 m3 % metano: 58,9%Potere calorifico: 4860 Kcal/m3
Energia disponibile: circa 2,9 GWh/anno
Attualmente questa energia viene utilizzata solo per autoalimentare il processo. Il biogas in eccesso viene bruciato in torcia (secondo normativa).
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
ANALISI GAS METANO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
IL PROGETTOL’idea iniziale è stata quella di sfruttare il biogas
attraverso un cogeneratore che produca energia elettrica (da destinare all’impianto di depurazione) e con il calore recuperato si vada ad alimentare il processo di digestione anaerobica (e la vicina palazzina uffici)
Perciò sono stati realizzati uno studio di fattibilità ed un progetto preliminare che hanno dimostrato l’estrema convenienza dell’iniziativa.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
IL PROGETTO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
IL PROGETTO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
Digestore Anaerobico
Palazzina Uffici
Zona d’intervento
Rete TLR
IL PROGETTOPartendo dalla produzione di biogas, 60m3/h, sono
state effettuate delle simulazioni sulla taglia del cogeneratore per massimizzare il margine operativo lordo.
Disponibilità di un gasometro, ovvero un serbatoio di accumulo da 550m3
La soluzione: cogeneratore da 192 KW (all’80%) funzionante 16 h/giorno. Per le ore restanti il biogas viene accumulato nel gasometro.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
IL PROGETTO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LO STUDIO DI FATTIBILITA’Costi annuali• 40.000 € ammortamento impianto (10 anni) ;• 10.000 € personale, • 30.000 € manutenzione e gestione impianto;• 30.000 € gas metano (ore di fermo impianto)
Ricavi• 110.000 € Da costi evitati di EE;• 110.000 € Da certificati verdi;• 10.000 € Da certificati bianchi
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LO STUDIO DI FATTIBILITA’Margine annuale• 230.000 € – 70.000 € = 160.000 €
Investimento: 400.000 €
Pay Back Period: • 400.000 € /160.000 € = 2,5 anni
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
I BENEFICI AMBIENTALICome detto il valore energetico annuale del biogas
prodotto è di 2,9 GWh. Grazie a questo progetto si avrà un recupero di
energia pari a:
•950.000 KWhe , ovvero il 32% del totale•1.600.000 KWht , ovvero il 55% del totale
Il progetto consente quindi di recuperare l’87% del valore energetico.
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
I BENEFICI AMBIENTALI
Questo comporta:• Un risparmio di energia primaria pari a 218 TEP/anno;• 265.000 m3 circa di gas metano evitati• Emissioni evitate di CO2 pari a 860 Tonn/anno;• Superficie equivalente di bosco 224 Ettari circa*
*metodo ARPA
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LO START UP DEL PROGETTO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LO START UP DEL PROGETTO
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LA FASE AUTORIZZATIVALe principali autorizzazioni richieste per questi impianti
sono:• Regolamento di esercizio in parallelo (distr. Locale)• Pratica UTF (semplice comunicazione)• Autorizzazione Unica ai sensi 387/03
•Comune•ARPA;•AUSL;•Vigili del Fuoco;•Albo nazionale gestori ambientali;•Provincia (gestione integrata sistemi ambientali)•Provincia (pianificazione ambientale)•Provincia (risorse del territorio ed impatto ambientale)
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
LA FASE AUTORIZZATIVA
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
L’AUTORIZZAZIONE UNICA
Qualche riflessione:• Per un impianto di cogenerazione a gas fino a 3MW non è
richiesta nessuna autorizzazione; • Non esistono linee guida sulla documentazione da
presentare;• Durata del procedimento unico: dall’8/11/06 al 14/5/07
19 Maggio 2007
Digestione anaerobica da fanghi di depurazione
Aimag spaVia Merighi 341037 Mirandola (Mo)Tel 0535 28111
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