La depurazione idrica in Italia: da criticità ad opportunità

I FANGHI DI DEPURAZIONE: TRATTAMENTO E RIUTILIZZO DI UNA RISORSA BIOLOGICA

Firenze, 20 Ottobre 2017 Ing. Luca De Giorgio Responsabile impianti depurazione SMAT

Fanghi primari Fanghi secondari

Biogas Energia

elettrica/termica

Sedimentatore primario

Sedimentatore secondario Reattore biologico

Acqua di risulta Alla linea acque

Digestore anaerobico Disidratazione

Ispessitore

Ingresso liquame

• Il collettamento delle acque reflue ed il loro trattamento rappresentano un’attività di pubblico interesse;

• La produzione dei fanghi è CONNATURATA al processo depurativo: se si depura, inevitabilmente, si producono fanghi!

• La quantità dei fanghi prodotti è direttamente correlata al grado di affinamento delle acque reflue raggiunto.

I fanghi di depurazione: un sottoprodotto o un rifiuto "particolare"

• Per tutti i settori produttivi: la prevenzione della produzione di rifiuti al 1° posto;

• Per la depurazione: la maggior produzione di fanghi rappresenta un fattore virtuoso.

Schema tipico di un impianto di depurazione medio/grande

Fango disidratato – CER 19.08.05

Che cosa produciamo?

• Sostanza organica 63%

• Inerti (silicati, sali di ferro,…) 28%

• Azoto totale 4,6%

• Fosforo totale 2,0%

• Zolfo totale 2,0%

• Potassio 0,2%

• Metalli 0,2%

(dati medi fanghi SMAT)

+ Micronutrienti già presenti nelle catene alimentari che, altrimenti,

dovrebbero essere aggiunti al terreno per via minerale (in chiaro

contrasto con la strategia europea sull’economia circolare)

Spreco ingiustificato di risorse non rinnovabili (petrolio,

gas naturale, carbone,…)

Possibile danno per l’ambiente poiché l’Italia è soggetta a:

• Diminuzione progressiva di sostanza organica nei

terreni;

• Deterioramento della fertilità complessiva dei suoli

(fisica, chimica e biologica).

Quanto ne produciamo?

I fanghi di depurazione sono destinati ad aumentare: • per il miglioramento dei processi depurativi: • per il completamento degli schemi fognari/depurativi (procedure di infrazione europea).

1 ABITANTE EQUIVALENTE 17 ÷ 18 kg fango (s.s.)/anno

Su base nazionale la produzione complessiva di fanghi è stimata pari a 4,5 ÷ 5,0 milioni di ton/anno di tal quale (Fonte: Indagine UTILITALIA).

INDAGINE UTILITALIA

• Raccolta dei dati di produzione e caratterizzazione dei fanghi prodotti nel 2015 da tutte le water utilities associate;

• I dati raccolti riguardano:

o impianti di depurazione delle acque reflue urbane che servono complessivamente 35 milioni di abitanti residenti;

o impianti di depurazione di potenzialità superiore a 20.000 A.E.;

o Analisi sul 46,5% della potenzialità complessiva di tutti gli impianti di depurazione in Italia.

I principali risultati dell’indagine

Le principali caratteristiche dell’indagine

RECUPERO IN AGRICOLTURA (58,9%) SMALTIMENTO (41,1%)

SPANDIMENTO COME AMMENDANTE

GESSI DI DEFECAZIONE PER AGRICOLTURA

COMPOST PER AGRICOLTURA

…e il recupero in agricoltura negli altri paesi europei?

• Francia: valorizzazione dei fanghi di depurazione in agricoltura, con una % di recupero superiore al 70%;

• Gran Bretagna: l’uso dei fanghi in agricoltura è di gran lunga l’opzione più praticata (80,3% nel 2010/2011).

! ASSENZA DI ALTERNATIVE IMMEDIATE

I principi da perseguire…...

!

DISCARICA Gli indirizzi europei scoraggiano lo smaltimento in discarica per qualsiasi tipo di rifiuti, in particolare per quelli organici. Tutti i rifiuti speciali devono avere una concentrazione minima di secco pari al 25%.

TERMOVALORIZZATORI • Va valutata, oltre all’AIA vigente, l’idoneità tecnica e la capacità residua degli impianti esistenti; • Deficit impiantistici; • Difficoltà di costruire nuovi impianti per problemi di accettazione sociale e tempi tecnici lunghi per adeguamento degli esistenti.

CEMENTIFICI • Ricevono solo fanghi essiccati e vi è un solo impianto presente sul territorio nazionale; • Produzione cementizia soggetta agli andamenti dei mercati e dei cicli economici.

CARBONIO

Direttiva 86/278/Ce D.Lgs. 99/1992

Attuazione della direttiva 86/278/Ce concernente la protezione dell'ambiente, in particolare del suolo,

nell'utilizzazione dei fanghi di depurazione in agricoltura

LA NORMATIVA NAZIONALE

Promuovere l’utilizzo agricolo dei fanghi in coerenza con la gerarchia dei rifiuti

L’utilizzo agricolo dei fanghi è la migliore opzione rispetto alle altre forme di gestione (incenerimento e discarica) ma è uno strumento poco utilizzato.

La necessità di revisione del D. Lgs. 99/92

Evitare lo spreco di risorse I nutrienti e la sostanza organica contenuti nei fanghi sono risorse limitate, in particolar modo il fosforo, e devono essere riportati ai suoli.

Tutelare l’ambiente e la salute umana I parametri da ricercare ed i valori limite da rispettare vanno aggiornati perché vecchi di 30 anni e non aggiornati alle conoscenze scientifiche.

Armonizzare l’applicazione a livello regionale Le regioni hanno normato in maniera differente, talvolta vietando l’utilizzo.

Raccordare la normativa esistente E’ necessario un raccordo con le disposizioni in materia di acque (refluo civile/urbano), di fertilizzanti (gessi di defecazione) nonché chiarire l’applicabilità di altre disposizioni normative ai fanghi.

D. Lgs. 75/2010

Riordino e revisione della disciplina in materia di fertilizzanti

D. Lgs. 152/2006

Testo unico ambientale

LA NORMATIVA REGIONALE: L’ESEMPIO DELLA REGIONE LOMBARDIA

DELIBERAZIONE N° X / 2031 del 01/07/2014

Disposizioni regionali per il trattamento e l’utilizzo, a beneficio dell’agricoltura, dei fanghi di depurazione delle acque reflue di impianti civili ed industriali in attuazione dell’Art. 8, comma 8, della Legge Regionale 12 Luglio 2007

SENTENZA C.C. n. 234 del 31/01/2017

Rispetto, per l’uso agronomico dei fanghi in uscita dagli impianti di trattamento, dei valori limite previsti per la matrice ambientale suolo di cui alla Tab. 1, Colonna A, Allegato V, Parte IV del D. Lgs. 152/2006

REGDE/510/2017 DEL 21/06/2017 della Provincia di Lodi

Riprende la SENTENZA C.C. n. 234 del 31/01/2017

DELIBERAZIONE N° X / 7076 del 11/09/2017

Disposizioni integrative, in materia di parametri e valori limite da considerare per i fanghi idonei all’utilizzo in agricoltura, alla DGR 2031/2014

Le conseguenze sui costi sostenuti per il recupero dei fanghi in agricoltura?

90 €/t di fango tal quale 50 €/t di fango tal quale

Aumento dei costi a carico del SII e, di conseguenza, sulla tariffa (onere complessivo stimato in 400÷500 milioni €/anno - Fonte: Indagine UTILITALIA)

Cosa occorre al Gestore del S.I.I.?

Agli operatori del settore occorrono soprattutto CERTEZZE NORMATIVE per pianificare:

nel breve/medio periodo nel lungo periodo

le modalità di gestione più opportune ed i relativi investimenti necessari.

Ad oggi manca un mercato flessibile in grado di offrire nell’immediato soluzioni alternative a costi sostenibili.

(nell’ultimo anno – Fonte: Indagine UTILITALIA)

L’ESEMPIO SMAT

SMAT S.p.A. è il Gestore del Servizio Idrico Integrato sul territorio della Città Metropolitana di Torino

I numeri di SMAT S.p.A.

Comuni serviti 290

Abitanti serviti 2,2 milioni (50% della Regione Piemonte)

Abitanti equivalenti trattati 3 milioni

Impianti di depurazione gestiti 410 (piccoli/medi/grandi)

Acqua reflua trattata 366 milioni di mc/anno

Origine degli scarichi

Totale carico collettato e depurato 2.964.618 A.E.

di cui di origine civile (86,7%) 2.570.059 A.E.

di cui di origine industriale (13,3%) 394.559 A.E.

Impianto di depurazione di Collegno 200.000 A.E.

Impianto di depurazione di Castiglione T.se Impianto di depurazione di Castiglione T.se

Impianto di depurazione di Castiglione T.se

3.000.000 A.E.

IL FANGO COME RISORSA

L’esempio dell’impianto di depurazione di Castiglione Torinese

L’esempio dell’impianto di depurazione Collegno

Dati tecnici

Motori a biogas 4

Potenza elettrica installata (tot.) 5.600 kW

Potenza termica installata (tot.) 6.000 kW

Produzione energia elettrica (tot.) 30.000 MWh/anno

Produzione energia termica (tot.) 30.000 MWh/anno

• Recupero termico da fumi, olio e acqua di raffreddamento;

• Rendimento elettrico: 41% circa; • Rendimento termico: 45% circa; • Postcombustione dei fumi;

• Produzione di energia elettrica per l’autoconsumo;

• Recupero di energia termica per: o Riscaldamento fanghi per il processo

di digestione anaerobica; o Riscaldamento ambienti di lavoro; o Macchine ad assorbimento per

deumidificazione biogas.

Il progetto DEMOSOFC, cofinanziato nell’ambito del programma Horizon 2020, prevede l’applicazione su scala industriale di celle ad ossidi solidi mediante installazione di 3 moduli di SOFC da 58 Kwe/cad. Al momento questa rappresenta la più grande installazione con celle SOFC in Europa, e la più grande al mondo con celle SOFC alimentate a biogas.

L’IMPEGNO DI SMAT PER L’EFFICIENZA DEL PROCESSO

MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA’ DEI FANGHI PRODOTTI RIDUZIONE DELLE QUANTITA’ DI FANGHI PRODOTTI (T.Q.)

IMPLEMENTAZIONE DELLE ATTIVITA’ DI CONTROLLO SUGLI SCARICHI DEGLI INSEDIAMENTI INDUSTRIALI

MIGLIORAMENTO DEI PROCESSI BIOLOGICI DI DIGESTIONE ANAEROBICA E DI STABILIZZAZIONE AEROBICA

RIDUZIONE DEL CONTENUTO DI ACQUA NEL PRODOTTO FINALE (DISIDRATAZIONE MECCANICA/ESSICCAMENTO

TERMICO)

OTTIMIZZAZIONE DEI PROCESSI DI DEPURAZIONE DELLE ACQUE

(OZONOLISI A COLLEGNO)

(PRE-ISPESSIMENTO MECCANICO + IDROLISI TERMICA A CASTIGLIONE T.SE)

• Ridurre il quantitativo di fango da smaltire e relativi costi associati;

• Aumentare la produzione di biogas e quindi di energia elettrica;

• Possibilità di produrre un fango igienizzato;

I QUANTITATIVI DI FANGO PRODOTTI E LA GESTIONE DELLA FILIERA

Totale produzione fanghi (sostanza secca): • 25.000 ton/anno

Totale produzione fanghi (tal quale): • 12.000 ton/anno fango essiccato (90% s.s.); • 60.000 ton/anno fango disidratato (25% s.s.)

La gestione della filiera

Controllo del ciclo fino al riutilizzo

CHIUSURA INTERNA DEL CICLO

Affidamento del servizio all’esterno

CHIUSURA ESTERNA DEL CICLO

COSTI E SITUAZIONE DEL MERCATO

€ 0,00

€ 20,00

€ 40,00

€ 60,00

€ 80,00

€ 100,00

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017€ 0,00

€ 20,00

€ 40,00

€ 60,00

€ 80,00

€ 100,00

2012 2013 2014 2015 2016 2017

COSTI RECUPERO FANGO CENTRIFUGATO [€/ton] COSTI RECUPERO FANGO ESSICCATO [€/ton]

FILTROPRESSATI 45 ÷ 50 €/ton

CENTRIFUGATI 45 ÷ 50 €/ton

ESSICCATI 65÷85 €/ton

SITUAZIONE DEL MERCATO AL DICEMBRE 2015

CENTRIFUGATI 85 ÷ 90 €/ton

ESSICCATI 85÷90 €/ton

SITUAZIONE ATTUALE DEL MERCATO

DRASTICA RIDUZIONE DEGLI SPAZI DISPONIBILI

DIFFORMITA’ NORMATIVA TRA REGIONI

CONTROLLO E SICUREZZA DELLA FILIERA

NORMATIVA NAZIONALE SUL RIUTILIZZO PIU’ RESTRITTIVA

QUALE SOLUZIONE PER IL RECUPERO DEI FANGHI?

IL COMPOSTAGGIO I CEMENTIFICI

La "ricetta" per la preparazione del compost da fanghi: • Fango: 25 ÷ 35% sulla sostanza secca nella

preparazione della miscela di partenza; • Strutturante (potature/ramaglie/…): 65 ÷ 75% sulla

sostanza secca nella preparazione della miscela di partenza.

IMPIANTI MOLTO GRANDI

TEMPI DI LAVORAZIONE LUNGHI

NECESSITA’ DI CREARE UNA FILIERA POST PRODUZIONE AFFIDABILE

GRANDI QUANTITA’ DI STRUTTURANTE NECESSARIO

• Un solo impianto presente sul territorio nazionale; • Problemi di continuità del servizio (fermo impianto per

manutenzione programmata e straordinaria).

ELEVATO IMPATTO ECONOMICO: COSTI ELEVATI (> 100 €/ton)

TEMPI LUNGHI PER LE AUTORIZZAZIONI

ELEVATO IMPATTO AMBIENTALE: • Sottrazione sostanze organiche al terreno;

• Non è un’alternativa a km 0.

DIFFICOLTA’ LOGISTICHE

www.smator ino. i t